基于Gaussian和Multiwfn软件的喹啉和异喹啉的可视化教学研究初探 被引量：6

1

作者 李琳 杨宝华 张爱华 《首都师范大学学报（自然科学版）》 2021年第3期44-51,共8页

为了进行喹啉和异喹啉的化学反应位点及苯环与吡啶环芳香性的可视化教学,本文利用Gaussian软件对喹啉和异喹啉分子进行几何优化,在Multiwfn软件中运用等化学屏蔽表面(ICSS)、电子定域化函数(ELF)和Mulliken布居分析方法对喹啉和异喹啉... 为了进行喹啉和异喹啉的化学反应位点及苯环与吡啶环芳香性的可视化教学,本文利用Gaussian软件对喹啉和异喹啉分子进行几何优化,在Multiwfn软件中运用等化学屏蔽表面(ICSS)、电子定域化函数(ELF)和Mulliken布居分析方法对喹啉和异喹啉的性质进行分析,以实现分析结果可视化.结果表明,Gaussian和Multiwfn软件结合可以直观地解释二者发生亲电取代反应和亲核取代反应的反应位点,以及分子中苯环和吡啶环的芳香性差异. 展开更多

关键词 Gaussian软件 multiwfn软件 喹啉 异喹啉 等化学屏蔽表面 电子定域化函数 Mulliken布居分析 可视化教学

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Gaussian和Multiwfn软件在结构化学教学中的应用 被引量：14

2

作者 韩晓刚 廖奕 《首都师范大学学报（自然科学版）》 2012年第5期23-26,共4页

研究H2的结构是结构化学教学中的一个重要内容,本文借助Gaussian程序对三重态H2分子进行了势能面扫描,并借助Multiwfn软件等绘制了它在拉伸过程中的定域化轨道指示函数(LOL)的填色图动画和电子密度差等值线图动画,将复杂、抽象的问题简... 研究H2的结构是结构化学教学中的一个重要内容,本文借助Gaussian程序对三重态H2分子进行了势能面扫描,并借助Multiwfn软件等绘制了它在拉伸过程中的定域化轨道指示函数(LOL)的填色图动画和电子密度差等值线图动画,将复杂、抽象的问题简单化、形象化,不仅增加了课堂生动性,而且还有助于学生对知识的理解,从而有助于教学质量的提高. 展开更多

关键词 GAUSSIAN multiwfn H2 定域化轨道指示函数(LOL) 电子密度差等值线图

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Multiwfn在分子轨道理论教学中的应用 被引量：3

3

作者 罗树常 郑鹏飞 +1 位作者 吴其俊 刘红 《广东化工》 CAS 2013年第20期69-70,共2页

分子轨道理论是学生在学习无机化学过程较难理解和掌握的内容,文章使用gaussian和multiwfn软件对分子轨道成分和键级的计算,绘制了分子轨道能级图,并将这部分内容形象直观地呈现出来,有利于增加学生学习的主动性和积极性,提高教学质量。

关键词 multiwfn 键级 无机化学 分子轨道理论

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Gaussian和Multiwfn软件在计算制冷剂介电常数中的应用 被引量：1

4

作者 马跃 吴学秋 +1 位作者 杨敏 宋卫余 《广州化工》 CAS 2023年第14期147-150,共4页

物理化学的主要研究内容之一是化学体系的微观结构和性质。介电常数是物质的重要物理量,与物质的电子结构紧密相关。结合物理化学分析方法,利用Gaussian和Multiwfn软件对制冷剂材料的介电常数进行了探究,并与相应的实验值进行了对比分... 物理化学的主要研究内容之一是化学体系的微观结构和性质。介电常数是物质的重要物理量,与物质的电子结构紧密相关。结合物理化学分析方法,利用Gaussian和Multiwfn软件对制冷剂材料的介电常数进行了探究,并与相应的实验值进行了对比分析。通过结合分子可视化和量子化学计算软件,提高了化学教学的生动性,将该研究方法用于课堂教学,激发学生的研究兴趣,有利于学生对相关知识的理解。 展开更多

关键词 物理化学 介电常数 Gaussian 09软件 multiwfn软件

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使用Multiwfn程序对布洛芬分子波函数分析 被引量：5

5

作者 赵智 褚玉婷 +2 位作者 刘靖宇 安成龙 陈煜 《广州化工》 CAS 2021年第17期1-2,81,共3页

布洛芬是一种常用的非甾体抗炎镇痛药,在临床上有很多应用。将布洛芬分子在高斯软件中进行结构优化,得到原子电荷和分子的fch文件,再载入到Multiwfn软件中进行计算。通过对分子进行静电势分析、盆分析、平均局部离子化能(ALIE)分析和电... 布洛芬是一种常用的非甾体抗炎镇痛药,在临床上有很多应用。将布洛芬分子在高斯软件中进行结构优化,得到原子电荷和分子的fch文件,再载入到Multiwfn软件中进行计算。通过对分子进行静电势分析、盆分析、平均局部离子化能(ALIE)分析和电子定位函数(ELF)分析,发现羧基上的氧原子带较多的负电荷,静电势也主要分布在羧基附近,且羧基上O_(3)1号ALIE小,另外羧基上电子离域性高。说明羧基分子上电子更易给出发生亲核反应。 展开更多

关键词 multiwfn程序 Gaussian程序 布洛芬

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表面活性剂十八烷基磺酸钠的Multiwfn研究 被引量：1

6

作者 张文馨 严新 +3 位作者 王清清 张齐齐 褚玉婷 陈煜 《广州化工》 CAS 2022年第19期103-105,共3页

十八烷基磺酸钠是一种阳离子表面活性剂,将其改性蒙脱石得到复合材料并用于污水处理,复合材料对有机污染物的吸附效果优于未改性的蒙脱石。本文利用Multiwfn波函数分析软件,对十八烷基磺酸钠进行结构优化和波函数分析,研究其原子电荷、... 十八烷基磺酸钠是一种阳离子表面活性剂,将其改性蒙脱石得到复合材料并用于污水处理,复合材料对有机污染物的吸附效果优于未改性的蒙脱石。本文利用Multiwfn波函数分析软件,对十八烷基磺酸钠进行结构优化和波函数分析,研究其原子电荷、静电势、平均离子局域化能、电子定位函数等参数。研究结果表明:磺酸基团上氧原子带较多的负电荷,其中S-ONa上的电子容易给出,与有机污染物相互作用。 展开更多

关键词 multiwfn程序 Gaussian程序 十八烷基磺酸钠

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一种水处理剂:氨基三亚甲基膦酸的Multiwfn研究

7

作者 徐浩铭 褚玉婷 +3 位作者 王朱慧 谢俊峰 严新 陈煜 《广州化工》 CAS 2022年第18期151-153,共3页

氨基三亚甲基膦酸(ATMP)是一种常用的水处理剂,其丰富的膦酸基团与重金属有螯合作用,将ATMP与粘土矿物复合得到的材料可以用于重金属离子的吸附。本论文对ATMP进行了Multiwfn研究,为其与重金属离子的相互作用提供理论指导。首先通过高... 氨基三亚甲基膦酸(ATMP)是一种常用的水处理剂,其丰富的膦酸基团与重金属有螯合作用,将ATMP与粘土矿物复合得到的材料可以用于重金属离子的吸附。本论文对ATMP进行了Multiwfn研究,为其与重金属离子的相互作用提供理论指导。首先通过高斯软件对ATMP进行结构优化,得到原子电荷和分子的fch文件,然后载入到Multiwfn软件中进行计算。通过对ATMP进行静电势分析、盆分析、平均局部离子化能(ALIE)分析和电子定位函数(ELF)分析,发现膦酸基上的氧原子带较多的负电荷,静电势也主要分布在膦酸基附近,且P=O双键上的氧原子平均局部离子化能较小,另外膦酸基团的氧原子电子离域性高。说明氧原子上的电子更易给出发生亲核反应。 展开更多

关键词 multiwfn程序 Gaussian程序 ATMP

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Multiwfn程序预测药物反应位点应用举例 被引量：2

8

作者 唐海飞 《黑龙江医药》 CAS 2018年第4期754-757,共4页

目的:运用Multiwfn程序定量了解药物阿司匹林分子性质,预测其分子反应活性位点及分子间相互作用形式,为阿司匹林结构改造,构效关系和作用机理的揭示提供理论依据,同时为Multiwfn程序在预测药物反应位点中的应用提供参考实例;方法:依据... 目的:运用Multiwfn程序定量了解药物阿司匹林分子性质,预测其分子反应活性位点及分子间相互作用形式,为阿司匹林结构改造,构效关系和作用机理的揭示提供理论依据,同时为Multiwfn程序在预测药物反应位点中的应用提供参考实例;方法:依据量子化学从头算理论计算方法,运用Gaussian 03软件进行结构优化,通过波函数分析软件Multiwfn进行表面静电势和平均局部离子化能计算分析并得到可视化结果;结果:表面静电势和平均局部离子化能计算得到若干极大值点和极小值点,从表面静电势计算结果得知,羧基氢表面静电势最大,酰氧基中羰基氧表面静电势最小;平均局部离子化能计算得知苯环氢中乙酰氧基对位氢为最小值点,乙酰氧基邻位氢数值稍大,羧基邻位氢最大。结论:阿司匹林分子中乙酰氧基中羰基氧和羧基氢可以通过氢键形成稳定的复合物,结构见文中图5。从表面静电势和平均局部离子化能计算可知,苯环中乙酰氧基对位氢最易发生亲电反应,乙酰氧基邻位其次,最后为羧基邻位氢。Multiwfn程序预测药物反应位点与实验结果吻合较好,可以在其他药物分子中推广使用。 展开更多

关键词 multiwfn 阿司匹林 表面静电势 平均局部离子化能

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一种有机膦--己二胺四甲叉膦酸的Multiwfn研究

9

作者 褚玉婷 王朱慧 +2 位作者 王星雨 周颖 严新 《盐城工学院学报（自然科学版）》 CAS 2023年第2期8-11,78,共5页

己二胺四甲叉膦酸(HDTMPA)是一种有机膦,富含膦酸基团和亚氨基,膦酸基团中氧原子上的孤对电子较多且空间位阻小,常被用于和黏土矿物一起制备复合材料吸附重金属离子。采用Gaussian程序对HDTMPA分子进行结构优化,再使用Multiwfn程序对HDT... 己二胺四甲叉膦酸(HDTMPA)是一种有机膦,富含膦酸基团和亚氨基,膦酸基团中氧原子上的孤对电子较多且空间位阻小,常被用于和黏土矿物一起制备复合材料吸附重金属离子。采用Gaussian程序对HDTMPA分子进行结构优化,再使用Multiwfn程序对HDTMPA的原子电荷、静电势、平均离子局域化能、电子定位函数等进行分析,研究其吸附机理以及有机膦的活性位点。分析发现,HDTMPA分子中膦酸基团上的氧原子是活性位点,且P=O上的氧原子比P-OH上的氧原子活性更强。 展开更多

关键词 HDTMPA Gaussian程序 multiwfn程序

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基于密度泛函理论及ECOSAR的二氧化氯降解磺胺嘧啶的反应路径及产物风险评价

10

作者 陈汉棱 李楠 +4 位作者 张新颖 张昊瀛 韦安磊 马海霞 宋进喜 《环境科学学报》 北大核心 2025年第1期481-489,共9页

磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)是一种广泛存在于各类水环境中的人工合成抗生素,其降解去除方法已成为国内外研究的热点问题之一.本文结合密度泛函理论计算和HPLC-MS/MS实验分析探究了二氧化氯(ClO_(2))降解去除SD的反应路径和产物,并基于EC... 磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)是一种广泛存在于各类水环境中的人工合成抗生素,其降解去除方法已成为国内外研究的热点问题之一.本文结合密度泛函理论计算和HPLC-MS/MS实验分析探究了二氧化氯(ClO_(2))降解去除SD的反应路径和产物,并基于ECOSAR定量预测和评价了反应产物的急性毒性和环境风险水平.结果表明,ClO_(2)降解SD的反应位点主要为嘧啶环的3个双键以及3C–2N单键、磺酰胺基团的C–N、C–S和N–S单键及苯胺基,反应路径为嘧啶环的加成、羟基化、羟基取代、开环和耦合反应、磺酰胺基团的断裂以及苯胺基的氧化反应;发现的反应产物共11种,其中6种产物对3种水生生物的急性毒性为无害,且无环境风险;除产物S-65和S-141对水蚤和绿藻的风险水平为中风险或低风险外,其余产物的风险水平均低于母体化合物.本研究采用的理论模型计算与实验分析相结合的方法便捷可靠,能够为ClO_(2)降解其它复杂结构有机物的研究提供一定的理论依据. 展开更多

关键词 抗生素 磺胺嘧啶 密度泛函理论 二氧化氯 GAUSSIAN multiwfn 量子化学 Fukui指数

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Gaussian和Multiwfn软件在判断蒽和菲芳香性上的应用 被引量：10

11

作者 李琳 杨宝华 张爱华 《化学教育（中英文）》 CAS 北大核心 2020年第24期92-97,共6页

利用Gaussian软件对蒽和菲分子进行几何优化,在Multiwfn软件中运用等化学屏蔽表面(ICSS)和电子定域化函数(ELF)方法对蒽和菲进行了芳香性分析,并使分析结果可视化。结果表明,Gaussian和Multiwfn软件结合可以直观地解释蒽和菲不同环的芳... 利用Gaussian软件对蒽和菲分子进行几何优化,在Multiwfn软件中运用等化学屏蔽表面(ICSS)和电子定域化函数(ELF)方法对蒽和菲进行了芳香性分析,并使分析结果可视化。结果表明,Gaussian和Multiwfn软件结合可以直观地解释蒽和菲不同环的芳香性差异,将分析结果应用于课堂教学,可以使课堂教学更加直观可视化。 展开更多

关键词 芳香性 等化学屏蔽表面 电子定域化函数 Gaussian软件 multiwfn软件

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基于福井函数方法的芳杂环化合物亲电取代反应位点预测及图形可视化教学应用 被引量：1

12

作者 李琳 杨宝华 张爱华 《安徽师范大学学报（自然科学版）》 2024年第2期129-135,共7页

基于福井函数方法,利用Gaussian和Multiwfn软件预测了常见芳杂环化合物及取代芳杂环化合物的亲电取代反应位点,使之以可视化图像形式展现并应用于基础有机化学的教学实践。

关键词 Gaussian软件 multiwfn软件 福井函数 芳杂环化合物 反应位点 图形可视化

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苯并三氮唑(BTA)在青铜文物缓蚀中的反应活性探讨 被引量：5

13

作者 安梅梅 李晓东 《分子科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期462-467,共6页

苯并三氮唑(BTA)作为性能优异地金属和气相防腐缓蚀剂而被广泛地应用到青铜保护.采用密度泛函理论(DFT)、概念DFT活性指数和Multiwfn波函数分析法等现代量子化学工具,计算和分析了BTA及高聚物膜[BTA-Cu(Ⅰ)]n中BTA-Cu(Ⅰ)单元的反应活... 苯并三氮唑(BTA)作为性能优异地金属和气相防腐缓蚀剂而被广泛地应用到青铜保护.采用密度泛函理论(DFT)、概念DFT活性指数和Multiwfn波函数分析法等现代量子化学工具,计算和分析了BTA及高聚物膜[BTA-Cu(Ⅰ)]n中BTA-Cu(Ⅰ)单元的反应活性位点、反应前后前线轨道能和BTA分子反应结构;发现BTA和Cu(Ⅰ)可以发生成键反应,形成的高聚物膜[BTA-Cu(Ⅰ)]n较BTA单独分子在化学键长、键角和UV-Vis吸收峰上有明显地变化,并且从概念DFT的活性指数(主要为μ,η,ω,ΔEn,ΔEe)比较中发现,BTA-Cu(Ⅰ)的亲电性和亲核性较BTA有所增加,并计算了BTA-Cu(Ⅰ)单元分子间的相互作用能。 展开更多

关键词 苯并三氮唑 高聚物膜 密度泛函理论 multiwfn波函数分析法

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基于新型软件技术的图示化教学在有机化学教学中的应用

14

作者 刘雪莹 夏亚钊 +3 位作者 邹明静 李刚 王英玲 刘艳艳 《广东化工》 CAS 2023年第3期216-218,共3页

为了对有机物的几何构型、光谱性质、化学反应活性位点等抽象知识点进行可视化教学,本文采用Gaussian和Multiwfn软件相结合的方法,用Gaussian软件优化有机分子的几何构型,用Multiwfn软件分析有机分子的性质,并将分析结果图示化。结果表... 为了对有机物的几何构型、光谱性质、化学反应活性位点等抽象知识点进行可视化教学,本文采用Gaussian和Multiwfn软件相结合的方法,用Gaussian软件优化有机分子的几何构型,用Multiwfn软件分析有机分子的性质,并将分析结果图示化。结果表明,Gaussian和Multiwfn软件结合不仅能够建立分子立体结构模型、计算分子的物理化学参数,同时还可以探索反应机理、计算分子轨道和光谱特征,因此可以广泛应用在有机化学教学过程中。本文结合了具体的教学案例,对Gaussian和Multiwfn软件在有机化学课程教学过程中的应用展开了研究。在教学中融入软件等一些新技术,不仅能够把一些抽象、复杂的理论知识变得直观形象、生动简单,同时也能够丰富课堂教学内容,激发学生学习兴趣,培养学生自主探索学习的能力,从而提升教学质量。 展开更多

关键词 有机化学 教学 Gaussian和multiwfn软件 图示化 教学质量

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利用电子密度差分图辅助取代苯的亲电取代反应教学

15

作者 柏一慧 翁雪香 沈佳平 《大学化学》 CAS 2014年第5期52-55,共4页

取代苯亲电取代反应的定位规律是大学有机化学教学中重要但却较难理解的内容。为了直观、生动地讲解该知识点,本文选取具有代表性的18种单取代苯化合物,使用Gaussian软件对其进行结构优化,并在此基础上利用Multiwfn软件对单取代苯与其... 取代苯亲电取代反应的定位规律是大学有机化学教学中重要但却较难理解的内容。为了直观、生动地讲解该知识点,本文选取具有代表性的18种单取代苯化合物,使用Gaussian软件对其进行结构优化,并在此基础上利用Multiwfn软件对单取代苯与其组成片段间的电子密度差进行分析,得到立体电子密度差分图。该图具有直观的教学效果,可直接作为教学素材。 展开更多

关键词 单取代苯 亲电取代反应 GAUSSIAN multiwfn 电子密度差分图

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瓜环的结构与化学活性的密度泛函理论计算

16

作者 林艳 刘芸 +2 位作者 彭清维 魏晓楠 唐延林 《贵州科学》 2017年第2期48-53,共6页

在气相环境中,使用密度泛函理论(DFT)优化了由n个苷脲单元组成的瓜环[n](CB[n](n=5~10)),并使用Fukui函数、密度泛函(DFT)概念指数和Multiwfn软件包等现代量子化学工具,计算和分析了CB[n](n=5~10)的结构参数、反应活性位点和化学稳定性... 在气相环境中,使用密度泛函理论(DFT)优化了由n个苷脲单元组成的瓜环[n](CB[n](n=5~10)),并使用Fukui函数、密度泛函(DFT)概念指数和Multiwfn软件包等现代量子化学工具,计算和分析了CB[n](n=5~10)的结构参数、反应活性位点和化学稳定性。结果表明:CB[n](n=5~10)的端口直径、空腔直径和圆外径随着苷脲单元数n的增加呈线性增长的趋势,高度基本保持不变;端口O原子和腔壁上的N原子是CB[n](n=5~10)的主要亲电反应活性位点;CB[n](n=5~10)随着苷脲单元数n的增加,化学活性逐渐增强、稳定性逐渐减弱。 展开更多

关键词 瓜环 密度泛函理论 multiwfn软件包 化学活性

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前线轨道理论在结构化学课程教学中的实践

17

作者 关丽丽 蔡颖 +2 位作者 胡锋 宋金玲 辛国祥 《广州化工》 CAS 2022年第8期231-232,235,共3页

结构化学是化学专业的基础课之一,课程具有较强的理论性和抽象性,尤其是针对分子轨道理论的教学存在很大的难度。本文介绍了使用Multiwfn量子化学波函数分析程序绘制分子的最高占据轨道及最低空轨道,把分子轨道波函数转化为形象的图形,... 结构化学是化学专业的基础课之一,课程具有较强的理论性和抽象性,尤其是针对分子轨道理论的教学存在很大的难度。本文介绍了使用Multiwfn量子化学波函数分析程序绘制分子的最高占据轨道及最低空轨道,把分子轨道波函数转化为形象的图形,并从前线轨道的对称性上分析双分子反应的动力学规律,便于学生更好的理解和掌握前线轨道理论。 展开更多

关键词 结构化学 前线轨道理论 multiwfn 分子轨道可视化 HOMO-LUMO

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基于密度泛函理论的5～10元瓜环结构参数与前线轨道的计算 被引量：2

18

作者 林艳 刘芸 +2 位作者 彭清维 魏晓楠 唐延林 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期221-229,共9页

在气相环境中,使用密度泛函理论（DFT）优化由n个苷脲单元组成的瓜环[n]（CB[n]）（n=5-10）,并使用密度泛函（DFT）概念指数和Multiwfn软件包计算和分析CB[n]的结构参数、前线轨道能量和化学稳定性.结果表明：α-N结构最稳定,α=O、γ... 在气相环境中,使用密度泛函理论（DFT）优化由n个苷脲单元组成的瓜环[n]（CB[n]）（n=5-10）,并使用密度泛函（DFT）概念指数和Multiwfn软件包计算和分析CB[n]的结构参数、前线轨道能量和化学稳定性.结果表明：α-N结构最稳定,α=O、γ-γ、γ-H和β-H（2）结构的化学稳定性较差;以CB[6]为界,主要二面角的变化呈现中心对称的形式;随着苷脲单元n的增加,CB[n]的端口直径、空腔直径和圆外径线性增大;前线轨道E_（HOMO）、E_（LUMO）值及E_（LUMO）-E_（HOMO）值逐渐降低,化学活性逐渐增强、稳定性逐渐减弱;端口O原子是最大的亲电活性位点,LUMO的电子云分布主要与H原子有关,且次甲基H原子对LUMO电子云的贡献最大;次甲基C原子、亚甲基C原子和指向CB[n]端口方向的亚甲基H原子对LUMO的电子云分布具有抑制作用,抑制能力的大小为指向CB[n]端口方向的亚甲基H原子〉亚甲基C原子〉次甲基C原子.为研究瓜环的超分子组装提供理论依据. 展开更多

关键词 瓜环[n] 密度泛函理论 multiwfn软件包 结构参数 前线轨道

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