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

来源：计算物理杂志2018年第2期北京时间：

作者：林艳, 刘芸, 彭清维, 魏晓楠, 唐延林

摘要：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（CBn）（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CBn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CB6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，CBn的端口直径、空腔直径和圆外径线性增大；前线轨道EHOMO、ELUMO值及ELUMO-EHOMO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CBn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CBn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.

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