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煤超分子分子间相互作用的量子化学计算

专 业: 采矿工程
关键词: 煤化学 分子识别 超分子化学 量子化学 氢键
分类号: TQ530  O641
形 态: 共 81 页 约 53,055 个字 约 2.538 M内容
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内容摘要


煤分子间相互作用和分子识别是煤超分子化学的关键所在。

通过对煤分子间相互作用的理论计算研究,可以帮助了解煤超分子间分子识别的机制,进而揭示煤结构的超分子化学特征,从而丰富煤结构理论和为煤分子工程学的发展提供理论基础。

本文应用量子化学理论方法计算研究了煤分子间相互作用。

采用HF、MP2方法在6-31G*基组下,研究了羟基自缔合氢键垂直和平行两种构型,通过能量分析,得出垂直构型比平行构型稳定,其在6-31 1G/RHF,MP2方法下计算并经过基组迭加误差校正得到的分子间相互作用能为-10.80KJ/mol,说明该氢键是一个相对较弱的氢键体系。

采用HF、MP2方法在6-31G+基组下,对煤中几类氢键进行研究,求得它们的优化构型,通过能量分析和热力学分析,得到一致的氢键稳定顺序:

环状羟基紧密缔合氢键>羟基-氮氢键>羟基醚氧氢键>自缔合羟基氢键>羟基-π氢键。

在DFT-B3LYP/6-31G+水平下,对π-π堆积相互作用进行计算研究,求得平行优化构型在6-31Gd,p单点能计算得到的π-π相互作用能为-16.87 kJ/mol,说明体系的相互作用相对较弱。

在DFT-B3LYP/3-21G水平下,对煤大分子结构单元分子间相互作用进行理论计算研究,求得6-31G基组下的分子间相互作用能为-61.05 kJ/mol,说明分子间相互作用相对较弱..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1煤的超分子结构概念及其研究途径与方法概述
1.1.1煤超分子结构的概念
1.1.2煤超分子结构的主要研究内容、途径及方法
参考文献
第二章 计算方法
2.1从头计算和密度泛涵法
2.1.1从头计算法
2.1.2密度泛涵计算法
2.2半经验方法
2.3分子间相互作用计算方法
2.3.1计算分子间相互作用能的变分法和微扰法
2.3.2大小一致性和基组一致性
2.4热力学性质的计算方法
参考文献
第三章 煤中氢键的理论研究
3.1引言
3.2羟基自缔合氢键的量子化学计算
3.2.1计算模型及方法
3.2.2结果和讨论
3.3煤中氢键的精确从头计算
3.3.1计算模型及方法
3.3.2结果与讨论
3.4本章小结
参考文献
第四章 Ⅱ-Ⅱ堆积相互作用研究
4.1引言
4.2计算方法
4.3结果与讨论
4.3.1几何构型
4.3.2原子电荷和电荷转移
4.3.3相互作用能
4.3.4热力学性质
4.4本章小结
参考文献
第五章 煤大分子分子间相互作用的理论研究
5.1引言
5.2计算方法
5.3结果与讨论
5.3.1几何构型
5.3.2原子电荷
5.3.3相互作用能
5.4本章小结
参考文献
第六章 研究结论与建议
6.1主要结论
6.2研究建议

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中图分类: > TQ530 > 工业技术 > 化学工业 > 煤化学及煤的加工利用 > 煤化学基础理论
其他分类: > O641 > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学(理论化学)、化学物理学 > 结构化学

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