氢键在化学、生物等广泛的领域内起着非常重要的作用,引起了科研工作者的广泛关注。水是宇宙中存在最为广泛的物质,它不仅在生命科学中起着重要作用,化学世界里也离不开水,因为绝大多数化学反应是在水溶液中进行的。同时水又是最容易形成氢键的小分子之一。我们可以预想在自然界和生物体中普遍地存在着与水分子有关的氢键。因此,对氢键的研究将会是一个有趣并且很有指导意义的课题。但是由于实践中氢键络合物难以捕捉难以分离,实验研究存在着一定的困难。因此人们期盼着能从理论上对此类物种进行研究,以弥补实验的缺陷。 在本论文中我们运用了高水平从头算方法(主要采用B3LYP、MP2和HF方法,并考虑不同的基组水平的影响),详细系统地研究了小分子与水分子氢键络合物体系。我们主要在各物种的平衡构型基础上,分析其最优化几何参数和相互作用能;同时进行了频率分析与振动模式的指认。另外我们还采用SCRF(自洽反应场)方法研究了溶剂对络合物的作用。研究结果表明溶液的极性对络合物的结构和稳定性具有较大的影响。 众所周知,分子的不对称性是一种普遍现象,在生命科学里起着极为关键的作用,许多重要的生物学活性都是通过严格的手性匹配产生分子识别而实现的。但是现有的计算条件还不能理想的开展较大手性分子的理论计算。所以在本论文中,我们以乳酸与过氧化氢以1:1比例形成的氢键络合物为代表,初步探讨了氢键络合物的手性,以期为以后手性的研究打下良好的基础。 本论文为小分子和水分子间氢键络合物体系的研究提供了大量理论预测结果,这不但能使人们对这些新物种有所了解,而且对将来的试验以及进一步的理论研究具有一定指导意义。