高硅沸石计算晶格能与骨架拓扑结构相关.doc

高硅沸石计算晶格能与骨架拓扑结构相关*高硅沸石计算晶格能与骨架拓扑结构相关**庞文琴李宝宗周斌徐文国裘式纶徐如人()吉林大学化学系,无机合成与制备化学开放研究实验室长春130023摘要应用晶格能极小化技术计算了十九种骨架拓扑结构的高硅沸石的全硅骨架晶格()能。采用一元线性回归分析、多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法,将这十BP九种拓扑结构高硅沸石的全硅骨架晶格能计算值与它们的骨架拓扑结构参数相关。预测结()果与计算晶格能符合良好,表明晶格能与配位序N,N具有优良的多元线性关系。利用多24元线性回归方程对七种结构的高硅沸石的全硅骨架晶格能进行了预测。关键词高硅沸石晶格能配位序拓扑密度构效关系O76中图分类号晶格能极小化计算技术,能够获得具有极小晶格能的结构。该技术在运用过程中通常有两种做法:一种称为恒容极小化,通过调整晶体中原子的坐标而保持晶胞参数恒定以获得极小晶格能;另一种叫恒压极小化,同时调整晶格中原子的坐标和晶胞参数而达到获得极小晶格能的目的。在我们的计算中采用第二种方法。晶格能极小化过程中采用二阶导数2NewtonRaphson部分电荷离子模型晶优化算法,计算结构使用的初始坐标来自实验晶体数据。取自文献1。格能的计算。采用如下势函数描述晶格中原子和之间的相互作ij(())()用:1两个荷电原子间的静电作用EesElectc2StaticInteraction;2两个原子间电子云重叠()()(而引起的排斥作用;3两个电子间的色散作用ErepRepulsiveInteractionEdisDispersiveIn2)。teraction()1E=qqRƒesijij?)(E=Aexp-()RijijΘƒ2repij?6()E=-CR3ƒijdisij?()E=E+E4interrepdis6这里和是部分离子电荷;、和是短程势函数参数,单位分别为、、〃;qiqjAijΘijCijkJnmkJnmRij表示原子和之间的距离,以为单位。计算中将离子看作刚性的并带有指定电荷。为了ijnm更为精确地获得松弛条件下的模拟结构,需要加上键角弯曲势能函数项以描述键角弯曲势能,公式如下:*国家攀登计划、国家自然科学基金国家教委博士点基金及吉林大学无机合成与制备化学开放研究实验室资助课题。**通讯联系人。本文于1997年3月23日收到。2()()E=1ƒ2KΗ-Η5angΗ0?2()这里为角变力常数,单位为千焦每平方弧度,,是无应力自然键ƒ表示实际键角KΗkJradΗΗ023角。以2石英为模型化合物,通过量子化学从头算得到势函数中各参和光谱数据经验拟合Α数项。计算晶格能所用势函数的参数列于表1。表1高硅沸石晶格能计算过程中所用的参数原子电荷()()==-qSiqO原子间势能函数参数6()()()AkJΘijnm〃ijInteractionCijkJnm-26-××10-20-××10键角弯曲势能函数参数2()()ƒInteractionΗ0?KΗkJrad-×10OSiO-1()高硅沸石计算晶格能的组成分量?和结构类型表2kJmol计算晶格能的组成分量结构计算晶格能结构类型E+EEangEesrepdis2------,----------CON-----------------------------------5545