第 卷第 期
年 月
武 汉 工 程 大 学 学 报
收稿日期
作者简介 吴启勋 男 湖南衡阳人 教授 硕士研究生导师 研究方向 结构化学和计算机化学
文章编号
新 的 拓 扑 指 数 T
x
用 于 炔 烃 的 热 力 学 性 质
吴启勋 李志强 李钦玲
青海民族大学化学与生命科学学院 青海 西宁
摘 要 为了更好地揭示炔烃的各种物理化学性质与结构的关系 根据炔烃分子隐氢结构图的距离矩阵和邻
接矩阵 构建了各炔烃的顶点度矩阵和距离加和矩阵 同时基于各炔烃的碳原子数目N 提出一种新的拓扑
指数 T
x
用于炔烃的热力学性质的研究 拓扑指数 T
x
具有良好的结构选择性 且物理意义明确 计算简单 同
时计算了 种常见炔烃的拓扑指数 T
x
并采用回归分析方法建立标准生成焓 标准摩尔熵 标准生成吉布斯
自由能等物理化学性质的热力学模型 通过建立的回归方程预测了炔烃的标准生成焓 标准摩尔熵 标准生
成吉布斯自由能的函数值 比较预测值与实验值 发现具有良好的线性关系 结果表明 拓扑指数 T
x
与炔烃
的标准生成焓 标准熵 标准生成自由能均具有良好的相关性 建立的回归方程的相关系数分别为
和 满足优级或良级标准 拓扑指数 Tx 是一种预测炔烃的热力学性质上的新方法
关键词 拓扑指数 炔烃的热力学函数 定量构效关系
中图分类号 文献标识码 doi
引 言
自从 年 指出天然有机物有
很长组成的特殊结构具有的特殊的性质后 高分
子结构与性能的研究得到了长足的发展
世
纪 年代 德国科学家 对配位催化剂引
发的定向的定向聚合的研究成果进一步促进了分
子结构与物理性质关系研究的发展
众所周知
结构决定性质 性质反映结构 化合物的理化性质
在很大程度上取决于其分子结构 随着人们对化
合物结构与性质关系认识的深入 有机化合物的
定量结构 性质 活性相关性 研
究非常活跃
在有机化合物中 饱和烷烃的理
化性质用拓扑指数研究最多 不饱和烃类由于其
结构相对复杂 用拓扑指数研究其理化性质的相
对较少 在不饱和烃类的理化性质的研究中曾提
出了一个新的拓扑指数 并利用该拓扑指数
对烯烃进行了 的研究
并取得了良好的
效果 本文就此针对炔烃独特的不饱和三键提出
一种新的拓扑指数 T
x
并用新的拓扑指数 T
x
对
炔烃的热力学性质
r
H
m
g
s
m
g
r
G
m
g
进行了研究
拓扑指数 T
x
的构建
以
丁炔为例 画出其隐氢图为
邻接矩阵 A a
i
j
N N
N 为碳原子数目
对于任意相邻的碳原子的 a
i
j
等于其依附边的数
目 不相邻的碳原 子 和 处 在同 位置 的 碳原子 的
a
i
j
如
丁炔中 号位碳原子与 号位碳原子
a
i
j
号位碳原子与 号位碳原子的 a
i
j
对
于 号位碳原子与 号位碳原子的 a
i
j
距离矩阵 D d
i
j
N N
N 为碳原子数目
d
i
j
为处在 i 位置碳原子与处在
j
位置的碳原子之
间的最短路径所包含的边的数目 对于处在同位
置碳原子的 d
i
j
如
丁炔中 号位的碳原子
与 号位的碳原子之间的 d
i
j
号位的碳原子
与 号位的碳原子之间的 d
i
j
号位的碳原子
与 号位的碳原子之间的 d
i
j
所以得到
丁炔的邻接矩阵 A 和距离矩阵 D
分别为
A
D
将邻接矩阵 A 的任一行相加 得到相应的顶
点度矩阵 X 其中 X
i
N
I
a
i
j
如
丁炔的邻接矩阵 A 的任一行数字相加
则第一行和为 第二行和为 第三行和为 第
四行和为 然后各行的和组成一列得到顶点度矩