I.Quantum chemistry calculation of intermolecular interaction

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Title:	I.Quantum chemistry calculation of intermolecular interaction II. Quantum master equation for coherence
Authors:	王奕翔
Keywords:	分子間做用力;氫鍵;鹵素鍵;密度泛函理論;波動方程式理論;紅外光譜;醯胺;質子轉移;量子開放系統;密度矩陣;微擾理論;量子主導方程式
Date:	2017-07
Issue Date:	2025-10-16 13:22:45 (UTC+8)
Abstract:	本論文包含了靜態的量子化學計算以及動態的量子動力學。第一章以氫鍵與鹵素鍵為系統，基於量子化學計算探討系統內的分子間作用力與質子轉移機制。第二章以雙量子態為模型探討在開放系統中密度矩陣隨時間的演化。在氫鍵系統中我們選擇醯胺分子對於其N-H…O=C型的氫鍵進行研究，在微擾理論MP2/aug-cc-pVDZ的計算下得到丙烯醯胺的單體以及雙體結構，其雙體結構因N-H…O=C氫鍵的影響在振動光譜上相較於單體會有紅移的現象。此外，我們也引用了密度泛函理論ωB97XD/aug-cc-pVDZ對於甲醯胺與甲酸的雙體及其混合物進行質子轉移的研究，在質子轉移的過程中位能曲面，質子受力，電通量變化都有著對應的關係。對於雙質子轉移的過渡態我們以symmetry adapted perturbation theory做了能量分類，顯示出雙質子轉移的活化能多半來自於電子交換能。對於鹵素鍵的系統我們選擇CF3Cl及CF3Br為路以式酸，搭配不同型態的路以式鹼(1孤對電子、2孤對電子、1孤對電子與未飽和鍵以及π鍵系統)形成雙體，在雙體的結構下探討取代效應、路以式鹼的形態對於分子間作用力的影響。此一研究顯示以CF3Cl及CF3Br為路以式酸的鹵素鍵系統在光譜上皆屬藍移型鹵素鍵，而傳統用於解釋鹵素鍵的σ模型在分子系統逐漸增大的狀況下必須加入其他因素做為微調(例如氫鍵)。另一方面，對於開放系統我們以馮•紐曼的量子主導方成式為基礎，對於布居量與干涉態做微擾的展開，傳統的干涉態皆將起始的相位設為零。此處我們探討不同的起始相位對於布居量與干涉態的影響。
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