納米籠化學(xué)

內(nèi)容概要

本書在量子化學(xué)研究的基礎(chǔ)上，用密度泛函方法（Density Funetional Methods）對(duì)納米籠的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化計(jì)算，同時(shí)對(duì)體系的穩(wěn)定構(gòu)型進(jìn)行了全方位的分析和研究。全書內(nèi)容可分為三部分，第一部分介紹納米籠簇合物的研究進(jìn)展；第二部分介紹理論研究的基礎(chǔ)及方法；第三部分主要是對(duì)碳、硅及三、五族納米籠的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的研究，并對(duì)納米籠的修飾及所產(chǎn)生的特性進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。    本書對(duì)納米材料的研究、合成和新產(chǎn)品的開發(fā)和利用具有一定的指導(dǎo)作用，亦可作為高等院?；瘜W(xué)專業(yè)的師生進(jìn)行教學(xué)、研究的教材和學(xué)習(xí)的參考資料。

書籍目錄

緒論  O.1　納米籠簇合物結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展  0.2　理論研究基礎(chǔ)    0.2.1  薛定諤方程與三個(gè)基本近似    O.2.2　密度泛函理論簡(jiǎn)介    O.2.3　其他相關(guān)理論基礎(chǔ)    O.2.4　光電子能譜  參考文獻(xiàn)第1章　Gaussian程序的功能及理論計(jì)算  1.1　功能    1.1.1　基本算法    1.1.2　基本功能  1.2　計(jì)算模型    1.2.1　理論模型    1.2.2　模型化學(xué)    1.2.3　使用方法　1.3　理論計(jì)算    1.3.1　預(yù)測(cè)分子特性    1.3.2　計(jì)算內(nèi)容  參考文獻(xiàn)第2章　富勒烯C60結(jié)構(gòu)  2.1　C6o的結(jié)構(gòu)  2.2　C6o的合成方法  2.3　C6o的性質(zhì)    2.3.1　物理性質(zhì)    2.3.2　化學(xué)性質(zhì)  2.4　富勒烯-C60的應(yīng)用前景  參考文獻(xiàn)第3章　碳富勒籠結(jié)構(gòu)  3.1　碳富勒籠的合成  3.2　碳富勒籠的理論研究  3.3  碳富勒籠Cn（n=30～70）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性規(guī)則  參考文獻(xiàn)第4章　金屬富勒烯結(jié)構(gòu)  4.1　金屬富勒烯的合成方法　  4.1.1　同步合成法  　4.1.2　兩步合成法　  4.1.3　核反應(yīng)法  4.2　金屬富勒烯的分離提純    4.2.1　金屬包合物的萃取與富集    4.2.2　金屬富勒烯的高效液相色譜分離  4.3　內(nèi)含式金屬富勒烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)　  4.3.1  內(nèi)含式金屬富勒烯的結(jié)構(gòu)  　4.3.2　內(nèi)含式金屬富勒烯的電學(xué)性質(zhì)　  4.3.3　內(nèi)含式金屬富勒烯的反應(yīng)性能　4.4　外接式金屬富勒烯結(jié)構(gòu)  　4.4.1　外接ⅥB族金屬富勒烯　  4.4.2　外接Ⅷ族金屬富勒烯　4.5　金屬富勒烯的應(yīng)用前景　參考文獻(xiàn)第5章　十二面體碳籠簇合物第6章　硅籠簇合物第7章　硼氮籠簇合物第8章　鋁氮籠簇合物附錄

章節(jié)摘錄

　　第1章　Gaussian程序的功能及理論計(jì)算：　　1.2　計(jì)算模型：　　1.2.1 理論模型：　　化學(xué)的計(jì)算方法主要有分子力學(xué)理論（molecular mechan—ics）和電子結(jié)構(gòu)理論（electronic structure theory）。兩者的共同點(diǎn)如下?！　、俜肿拥哪芰?分子的性質(zhì)可以根據(jù)能量按照一定的方法得到?！　、趲缀蝺?yōu)化 在起始結(jié)構(gòu)的附近尋找具有最低的能量的結(jié)構(gòu)。幾何優(yōu)化是根據(jù)能量的一階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行的?！　、塾?jì)算分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)的頻率計(jì)算依據(jù)是能量的二階導(dǎo)數(shù)?！　。?）分子力學(xué)理論：　　分子力學(xué)理論采用經(jīng)典物理對(duì)分子進(jìn)行處理，可以在MM3，HyperChem，Quanta，Sybyl，Alchemy等軟件中看到。根據(jù)所采用的力場(chǎng)的不同，分子力學(xué)理論又分為很多種。分子力學(xué)理論方法很便宜（做量化的經(jīng)常用貴和便宜來描述計(jì)算，實(shí)際上就是計(jì)算時(shí)間的長(zhǎng)短，因?yàn)閷?duì)于要花錢上機(jī)的而言，時(shí)間就是金錢；對(duì)于自己有機(jī)器的，要想算得快，也要多在機(jī)器上花錢），可以計(jì)算多達(dá)幾千個(gè)原子的體系。其缺點(diǎn)是每一系列參數(shù)都是針對(duì)特定原子得出的。沒有對(duì)于原子各個(gè)狀態(tài)的統(tǒng)一參數(shù)。計(jì)算中忽略了電子，只考慮鍵和原子，自然就不能處理有很強(qiáng)電子效應(yīng)的體系，比如不能描述鍵的斷裂?！　。?）電子結(jié)構(gòu)理論：　　這一理論基于薛定諤方程，采用量子化學(xué)方法對(duì)分子進(jìn)行處理。主要有兩類?！　、侔虢?jīng)驗(yàn)方法 包括AMl，MINDO／3，PM3，常見的軟件包有MOPAC，AMPAC，HyperChem以及Gaussian。半經(jīng)　　驗(yàn)方法采用了一些實(shí)驗(yàn)得來的參數(shù)，來幫助對(duì)薛定諤方程的求解?！　、趶念^計(jì)算法從頭算，在解薛定諤方程的過程中，只采用了幾個(gè)物理常數(shù)，包括光速、電子和核的質(zhì)量、普朗克常數(shù)，在求解薛定諤方程的過程中采用一系列的數(shù)學(xué)近似，不同的近似也就導(dǎo)致了不同的方法。最經(jīng)典的是Hartree—Fock方法，縮寫為HF。從頭算能夠在很廣泛的領(lǐng)域提供比較精確的信息，當(dāng)然計(jì)算量要比前面講的方法大得多，就是貴得多了。　?。?）密度泛函理論：　　密度泛函是最近幾年興起的第三類電子結(jié)構(gòu)理論方法。它采用泛函（以函數(shù)為變量的函數(shù)）對(duì)薛定諤方程進(jìn)行求解，由于密度泛函包含了電子相關(guān)，它的計(jì)算結(jié)果要比HF方法好，計(jì)算速度也快。

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