退休教師何鼎勝的概念密度函數(shù)對萃取絡(luò)合反應(yīng)的研究成果在JPCA上發(fā)表
通過理論方法預測兩種反應(yīng)物發(fā)生親電或親核反應(yīng)的位點不僅有理論意義而且有重大實用意義。若能可靠地預測出反應(yīng)物不同位點反應(yīng)活性的高低和選擇性，由此論證主反應(yīng)和副反應(yīng)發(fā)生的可行性對反應(yīng)路線的設(shè)計有重要的指導作用并可防止化工生產(chǎn)中不必要的浪費。理論上預測反應(yīng)位點可靠的方法是從頭算動力學模擬，但該法計算成本過高。另一種計算方法是基于過渡態(tài)理論進行計算，對于多原子體系過渡態(tài)難找且計算復雜繁瑣，很難用于實際問題的分析。我院何鼎勝教授課題組運用國際上提出的Conceptual Density Functional Theory，對課題組一個濕法冶金的實際分離反應(yīng)進行量化計算研究，利用反應(yīng)物自身性質(zhì)對反應(yīng)位點的反應(yīng)可行性和選擇性進行預測，直接指出不同位點發(fā)生反應(yīng)的難易，成功地完成了對實際分離反應(yīng)的預測，該預測和課題組的實驗結(jié)果完全吻合。在Journal of Physical Chemistry A上發(fā)表的論文“Impact of Lewis Base on Chemical Reactivity and Separation Efficiency for Hydrated Fourth-Row Transition Metal (II) Complexes: An ONIOM DFT/MM Study”即是該課題組的研究成果。文章使用量子力學和分子力學（QM/MM）相結(jié)合的雙層ONIOM方法成功地研究了M(H2O)2A2配合物的結(jié)構(gòu)特征（M代表第四周期過渡金屬，A-代表路易斯堿）。該文章于2014年4月11日正式發(fā)表。
研究人員使用NBO、AIMALL分析方法、前線軌道理論、概念密度函數(shù)DFT有關(guān)概念，發(fā)現(xiàn)M(H2O)2A2復合物的活性集中在體系的金屬中心，且二元描述符不僅可以描述反應(yīng)的選擇性還獲得了文獻上未提到的二元描述符也能描述親核試劑向配合物中金屬離子的進攻方向。在第四周期過渡金屬M(H2O)2A2配合物中，親核試劑R向M進攻的選擇性順序由大到小是Cu(II)> Ni(II)> Co(II)> Fe(II)>>Mn(II)> Zn(II)> Cr(II)。路易斯堿A- 改變了體系的反應(yīng)途徑且形成了具有更高反鍵特征以及很大能帶隙的中間體，從而提高了體系的化學反應(yīng)活性和選擇性。該研究探索了路易斯堿對第4周期過渡金屬與二齒配位體之間反應(yīng)活性和選擇性的影響，并且提供了一種僅基于研究反應(yīng)物和中間體就能預測產(chǎn)物反應(yīng)活性和選擇性的思路。
該研究的成功體現(xiàn)了計算化學方法在解釋實驗中各種化學現(xiàn)象、分析實驗結(jié)果、預測反應(yīng)方向和驗證化學理論的重要作用。
何鼎勝教授是1979年9月進入華南理工大學研究生班學習，專業(yè)是配合物化學，研究方向是液膜分離和溶劑萃取，1982年底獲碩士學位，同年底分配在湖南師范大學化學系無機化學教研室工作，2006年下半年退休。何鼎勝教授退休后，考慮到不再指導研究生、沒有了實驗室和科研經(jīng)費的實際情況，將研究方向轉(zhuǎn)移到只需借助計算機便可在家里完成研究的計算化學研究領(lǐng)域，通過計算解釋以前的實驗結(jié)論，從中探索計算化學對實驗化學的指導方法，從2006年退休至今，已發(fā)表SCI收錄論文6篇。
文章鏈接為：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp500447m
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