富勒烯[4,6]-C32-2x(BN)x(x=1,2)的结构及其稳定性的理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G基函数对[4,6]-C32的单BN取代产物和二BN取代产物进行了几何构型优化和频率分析。计算结果表明,BN取代四六公共边所得C30BN异构体最稳定,异质富勒烯的稳定性受体系共轭性质的影响,主要由环的张力决定;C28（BN）2中两对BN原子首尾相连构成一个四员环是最稳定异构体,体系的稳定性主要由环张力决定。[4,6]-富勒烯C32和C24的取代规则不尽相同。     

内掺金属富勒烯Ti2@C80几何结构和电子结构计算研究

采用密度泛函理论方法对内掺金属富勒烯Ti2@C80的几何结构和电子结构进行了计算研究.分别在,Ih_C80笼内8个不同位置和D5h_C80笼内5个不同位置掺入2个Ti原子,形成Ti2@C80的初始结构.几何结构优化表明:对于Ih_Ti2@C802个Ti原子处于C2轴上是最稳定的;对于D5h_Ti2@C80,2个Ti原子处于距C2轴0.042 8 nm的一条轴上是最稳定的.局部态密度显示:掺杂之后Ti原子的磁性淬灭.密立根电荷分析表明:2个Ti原子的化合价小于 2价,与电子能耗谱实验相一致.     

Si4X(X=C,N,O,F,Si,P,S,Cl)结构和稳定性的理论研究

利用Gussian-98程序，B3LYP方法，在6-311G^*水平上对Si4X(X=C^*，N，O，F，Si，P，S，Cl)原子簇的几何构型进行优化和频率计算。得出各原子簇的稳定结构。结果表明，Si5原子簇的最稳定构型具有D3b对称性,用杂原子X(X=C,N,O，F,P,S,Cl)取代Si5原子簇中的Si原子，几乎都得到C3v和C2y对称的稳定构型(Si4F原子簇只有C2v对称的稳定构型，Si4Cl原子簇不存在这两种稳定构型)。对具有相同对称性的杂原子簇中Si—X键长变化规律进行研究。发现同一周期从左到右，Si—x键长与其对应的原子共价半径和相比较，其键长变化率逐渐增大,杂原子的加入对原Si5原子簇中的其它Si-Si键长影响不大。     

435663CH4笼型结构中甲烷溢出的理论研究

通过旋转和平移两种操作方式改变435663CH4笼型结构中四元环、五元环、六元环的相对位置,对435663CH4笼型结构的破坏过程以及甲烷溢出的可能性进行了密度泛函(DFT)理论研究,并计算了甲烷溢出笼型结构过程中所需的能垒值。结果表明:与改变五元环、六元环相对位置相比,通过改变四元环相对位置来破坏435663CH4笼型结构是最容易的;当四元环背离笼型结构平移0.30 nm时,甲烷可以顺利溢出笼型结构;当四元环背离笼型结构平移0.25 nm时,再通过旋转来改变四元环相对位置,可以有效降低甲烷溢出笼型结构所需的能垒。     

(AgI)n和AgnIn-1Cl(n=2～13)团簇稳定结构遗传算法研究

利用遗传算法结合经验势研究了(AgI)n和AgnIn-1Cl(n=2~13)团簇的稳定结构及性质。结果表明:n=2~13,(AgI)n团簇构型由单环结构转化为四元环和六元环邻接的笼状结构,(AgI)n(n=6、8、12)结构较稳定;n=2~13,AgnIn-1Cl团簇构型由单环结构转化为四元环、六元环及八元环邻接的笼状结构,AgnIn-1Cl(n=6、8、9、12)结构较稳定。     

金属富勒烯包合物M@C_(50)结构和稳定性的理论研究

在密度泛函B3LYP理论下,用LANL2DZ基组对具有D5h,D3对称性的两种C50富勒烯异构体及以它们为基形成的第二主族金属富勒烯包合物M@C50[M=Be,Mg,Ca,Sr,Ba]进行了几何构型优化和振动频率分析.得到了相应的优化几何参数、总能量、前线轨道能级差,同时还计算了分子中原子电荷和结合能.计算结果表明,对于内包金属原子类型M(除Be外)相同时,D5hM@C50包合物比相对应的D3M@C50包合物稳定;对于具有相同对称性而内包金属原子类型M不同的D5hM@C50,其稳定性随原子序数的增大而增大;从热力学或动力学角度分析,形成D5h对称性的Sr@C50,Ba@C50包合物都是可能的.     

布基球碳原子簇一般结构特点的探讨

用结构化学的原理和几何的方法研究了布基球碳原子簇的一般结构特点，指出碳原子簇都是由只有五元环和六元环组成的类球形碳笼，碳笼的曲率愈小，对称性愈强，该碳原子簇的稳定性愈大．     

不等性 SP~2杂化轨道的研究

本文根据实验数据及化学键理论提出不等性SF~2杂化的概念,并发现这种杂化轨道普遍存在于许多分子中从而使许多分子的几何构型得到满意的解释。具体内容有如下几点: 1.指出分子中的原子在下列三种情况下采用不等性SP~2杂化轨道:(1)含有孤对电子,并形成两个σ键和一个π键的原子;(2)有几何构型的限制——在三、四、五、七元环不饱和及共轭分子中形成三个σ键和一个π键的参与成环的原子;(3)形成三个σ键和一个π键的原子,其键与键间有不对称的排斥作用。 2.指出在第一种情况下为了使分子能量最低,该原子参与成键的两个杂化轨道的S成分应小于1/3,这样即可以增大成键能力,又可减少杂化过程中所需的激发能。 3.指出了三个等性SP~2杂化轨道成键能力的总和一定大于三个不等性SP~2杂化轨道成键能力的总和。在第二种情况下之所以采取不等性SP~2杂化是为了保证原子轨道的最大重选,可使能量更低。在第三种情况下之所以采取不等性SP~2杂化,是为了减小排斥能。     

合金碳化物(Fe,Mo)_3C的磁性及磁致热力学性质

利用基于第一性原理的VASP软件计算钢中合金碳化物(Fe,Mo)_3C在0 K、0 Pa的磁矩和形成能,利用热力学平衡软件MTDATA计算合金碳化物(Fe,Mo)_3C的化学自由能改变量,利用Weiss分子场理论计算合金碳化物在12 T强磁场下的磁自由能改变量。结果表明,合金碳化物(Fe,Mo)_3C的磁矩主要来源于不同Wyckoff位置的Fe原子,8d位置的Fe原子对磁矩的影响比4c位置的Fe原子更大,而Mo原子会使合金碳化物的磁矩降低;合金碳化物Fe_2MoC、Mo_3C的形成能为负,表明这两种合金碳化物比Fe_3C和FeMo_2C更稳定;另外,Mo原子会降低合金碳化物(Fe,Mo)_3C化学自由能改变量,增大其磁自由能改变量。     

Ag12Y团簇三种可能构型的电子结构和磁性研究

应用密度泛函理论和广义梯度近似方法研究Ag12 Y团簇的稳定性、电子结构和磁性,计算了键长、束缚能、最高占据轨道、最低占据轨道、磁矩和电子分布．结果表明：Ag12 Y团簇稳定性比对应的Ag12团簇高,替代中心原子比替代表面原子更稳定,Oh构型的Ag12 Y为最稳定结构;计算的7个Ag12 Y团簇外层电子均为闭壳层结构,具有较好的化学稳定性;Ag12 Y磁性与替代原子位置和团簇对称性有关,Ih构型和替代表面原子形成的C5v构型具有局域磁性,Cs、C2v构型和替代中心原子形成的C5v构型磁矩为0．     

Co[(C2H5O)2PS2]2(C12H8N2)的合成和晶体结构

为研究二烃基二硫代磷酸酯合过渡金属配合物与氮碱加合物的性能,合成了二乙基二硫代磷酸酯合钴(Ⅲ)配合物,利用其与邻菲咯啉的加合反应,得到了Co[(C2H5O)2PS2]2(C12H8N2)配合物并测定了它的晶体结构．Co(Ⅱ)与2个二硫代磷酸酯的4个硫原子和邻菲咯啉分子中的2个氮原子形成六配位的八面体结构,二硫代磷酸酯分子中的磷原子与2个硫原子2个氧原子形成四面体的结构．     

奇数类富勒烯团簇结构的遗传算法和密度泛函理论研究

用遗传算法(GA)和密度泛函理论(DFT)相结合的方法，对实验中所观察到的奇数高碳团簇(C51～C59)及相关的含Rh富勒烯团簇的结构进行了计算，首先利用遗传算法对奇数高碳团簇C51～C59的结构进行搜索，找出其最低能量结构，然后在此基础上利用B3LYP／3—21G方法对相应的奇数高碳团簇结构进行再优化，利用遗传算法得到了比已报道的能量更低的奇数高碳团簇C51～C59的基态结构，计算所得的奇数高碳团簇具有准笼状类富勒烯结构，其最低能量异构体都含有一个两配位的碳原子，在金属富勒烯C14Rh的结构中，Rh原子取代C55上两配位的碳原子而形成取代型类富勒烯结构。对奇数高碳团簇及含Rh富勒烯团簇的结合能和结构参数进行了计算，还讨论了奇数高碳团簇异构体的结构随能量的变化。     

卟吩对称性的取代基效应的理论研究

用HF,MP2和B3LYP方法对meso-四苯基卟啉(TPPH2)及其质子化二酸(TPPH2 4)的结构进行全优化.结果表明:电子相关效应是结构描述的决定因素;meso-位苯基取代使得卟吩骨架的对称性从D2h退化到C2v,整个分子也呈C2v对称性;但是这种取代并不影响TPPH2 4的卟吩骨架的D2d对称性,故整个分子也保持D2d对称性.     

应用CS_2在Ag—S键中的插入反应生成新型Ag原子簇化合物的研究——Ⅳ 四核银簇合物(Ph_3P)_4Ag_4Br_4的形成与晶体结构

应用CS_2在Ag—S键中的单核插入产物(Ph_3P)_2Ag(S_2CSR)(R=C_6H_5或C_6H_2Pr_3-2,4,6)与1,2-二溴乙烷—异丙醇混合溶剂反应,生成一个中性四核银簇合物(Ph_3P)_4Ag_4Br_4,并利用X射线单晶衍射法测定其晶体结构。     

双硫脲-水为主体晶格的四乙基铵包合物的晶体结构及计算

通过单晶X射线衍射法表征了双硫脲-水为主体晶格的四乙基铵包合物(2[C_2H_6N_4S_2]~-·2[(C_2H_5)_4N]~+·H_2O)的晶体结构,并对双硫脲分子和相应阴离子的空间构型进行了理论计算.结果表明,该包合物属单斜晶系,P2_1/n空间群,晶胞参数a=1.2002(61)nm,b=1.6676(61)nm,c=1.6031(11)nm,β=103.5770(10)°,Z=4,V=3.1192(5)nm~3,R_1=0.0650.包合物中的双硫脲阴离子之间借助多个N-H…S氢键形成二维阴离子氢键主体层,该主体层借助水分子与双硫脲之间存在的O-H…N氢键得以进一步加固,而四乙基铵离子则作为抗衡离子填充在层与层之间,形成了典型的"三明治"夹层包合物结构.双硫脲分子和相应阴离子无论是在晶体结构还是理论计算中都呈现出完全不同的空间构型.     

β-二酮二亚胺铝化合物的CO插入反应机理及其成键性质分析

采用ONIOM(B3LYP/6-31G(d):AM1)方法,对β-二酮二亚胺Al配合物LAl[η2-(CSiMe3)2](L=HC[(CMe)(NAr)]2,Ar=2,6-iPr2C6H3)和LAl[η2-(CPh)2](L=HC[(CMe)(NAr)]2,Ar=2,6-iPr2C6H3)的CO插入反应进行了理论研究,并在B3LYP/6-311G(d,p)水平上分析了反应物、过渡态和产物的键合特征。结果表明:反应活化能和前线分子轨道能级差较低,该插入过程易于进行;与过渡金属原子的酰基配合物不同,主族元素Al的酰基配合物中,Al原子与酰基碳原子之间不存在σ-π配键,而是Al的3s轨道与酰基C原子的sp2杂化轨道形成的电价配键,且Al的酰基配合物可能较过渡金属类似物有更高的化学活性。     

有机锡配合物(4-FC6H4CH2)2Sn(Cl)S2CNC2H4O的合成及晶体结构

合成了有机锡配合物（4-FC6H4CH2）2Sn（Cl）S2CNC2H4O用X-射线单晶衍射测定了该化合物的晶体结构，结果表明，在该配合物的晶体中，锡原子呈五配位畸变三角双锥构型。     

三元混合配合物[Cu2(C8H4F3O2S)2O(C3H3N2)]的合成和晶体结构

室温下利用金属铜粉和2-噻酚甲酰三氟丙酮、吡唑反应,合成了新的双核铜(II)[Cu2(C8H4F3O2S)2O(C3H3N2)].配合物通过元素分析、红外光谱、电导率进行表征.测定了该配合物的晶体结构.结果表明,晶体属单斜晶系,P2(1)/C空间群,晶胞参数:a=0.786 63(16)nm,b=1.792 0(4)nm,c=1.705 3(3)nm;V=2.359 3(8)nm3,Z=4,Dc=1.843 g.cm-3.结果表明,每个铜原子由3个氧原子和1个氮原子配位形成平面四方结构,2个铜原子由吡唑和氧桥联形成双核铜配合物.     

(FeCp_2)_(0.13)〔Ni(C_3S_5)(C_3S_7)〕的合成及电化学性质的研究

首次合成了新型配位化合物(FeCp2)0.13〔Ni(C3S5)(C3S7)〕,配体为具有12个S原子的杂戊烯,通过EAI、CP、IR、1HNMR、UV对这种化合物进行了表征,并通过循环伏安法和变温四探针法对其电化学性质进行了研究.结果表明,硫链增长及二茂铁阳离子的引入使配合物的室温导电性能有了一定的改善.