29435.基于“分子中的原子”量子理論框架對(duì)亞納米團(tuán)簇物理化學(xué)性質(zhì)的量子拓?fù)鋵W(xué)分析

1、分類號(hào)064學(xué)校代碼一一一一!Q三壘2學(xué)號(hào)201102121104基于“分子中的原子’’量子理論框架對(duì)亞納米團(tuán)簇物理化學(xué)性質(zhì)的量子拓?fù)鋵W(xué)分析ThePhysicalandChemicalPropertiesofSub—nanosizedClustersusingQuantumTopologywithinaQTAIMFramework指導(dǎo)教師姓名、職稱Samanthadenkins教授湖南師范大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)辦公室二零一四年五月藥物設(shè)計(jì)等

2、許多領(lǐng)域，QTAIM理論方法已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種分子的電子結(jié)構(gòu)、分子狀態(tài)變化、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、分子內(nèi)及分子間相互作用等方面的研究中，取得了很多重要的成果。QTAIM理論方法的核心是電子密度分布p(，)，分子的電荷密度分布的拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)主要取決于電荷密度跏(，)以及電荷密度Laplacian值v2p(r)的梯度向量場(chǎng)。對(duì)于給定的穩(wěn)定分子構(gòu)型，分子中的電子密度分布是真實(shí)三維空間的一個(gè)標(biāo)量場(chǎng)，通常用符號(hào)p(，’∞表示。其中x代表核構(gòu)型的坐標(biāo)，，代

3、表三維空間坐標(biāo)。在標(biāo)量場(chǎng)p純X)中每一點(diǎn)r上，都可以定義一個(gè)相應(yīng)的梯度矢量V≯(，’∞，它正交于p(，)的等值面，并與跏(，)增大的方向一致，在p(r，∞的梯度場(chǎng)中，通過(guò)空間每一點(diǎn)，上的梯度線的方向是p(，，∞增加的方向，它與p(，，彤的等值面正交，所以也稱之為正交軌線或梯度徑，分子的電子密度p(，)的拓?fù)湫再|(zhì)也可用全部梯度線的分布來(lái)描述。梯度路徑是QTAIM分析中的一個(gè)重要參數(shù)，它能夠給出電子密度的拓?fù)湫再|(zhì)。在一個(gè)分子體系中，梯度路徑

4、不會(huì)在除臨界點(diǎn)以外的位置相交，而且大部分梯度路徑都終止于原子核的位置。梯度路徑在分子空間會(huì)形成零通面，也稱為原子界面，原子界面將分子體系分割成不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都包含一個(gè)原子，通過(guò)對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行積分，可以得到單一原子的一系列性質(zhì)。空間中某一點(diǎn)的電子密度可以表示為p(x，弘Z)，則其臨界點(diǎn)則會(huì)滿足跏似弘力=0，在該處建立Hessian(33)矩陣，可求得三個(gè)本征值Ql，乜，五3)，根據(jù)正本征值超過(guò)負(fù)本征值數(shù)目的個(gè)數(shù)，用(3，力描述臨界點(diǎn)

5、，括號(hào)中3為矩陣的秩，盯為三個(gè)本征值得符號(hào)差。以此得到4種臨界點(diǎn)：(3，一3)本征值全為負(fù)，p(，)為局部最大值，稱為核臨界點(diǎn)Ⅳ卯，或吸引子；(3，一1)本征值一正二負(fù)，稱為鍵臨界點(diǎn)BCP，兩原子之間存在鍵臨界點(diǎn)表明這兩個(gè)原子之間有成鍵作用；(3，1)本征值二正一負(fù)，稱為環(huán)臨界點(diǎn)RCP，存在環(huán)臨界點(diǎn)表明分子中有著環(huán)狀結(jié)構(gòu)；(3，3)本征值全為正，p(，)為局部最大值，稱為籠臨界點(diǎn)CCP，存在籠臨界點(diǎn)表明體系中存在籠狀結(jié)構(gòu)，換句話說(shuō)，體系