组态d~N在D_(3d)对称场中稳定化能的推求方法

本文首次介绍一种推求组态ｄＮ在Ｄ３ｄ对称场中稳定化能的方法。它是根据配体场势的可合性和可分性以及立体构型的可合性和可分性两条原则，利用简单的代数运算方法，由常见对称场中各ｄ轨道的相对能量算得组态ｄＮ在Ｄ３ｄ对称场中各ｄ轨道的相对能量，尔后算得组态ｄＮ在Ｄ３ｄ对称场中稳定化能     

关于配合物(MLn)d轨道相对能量、稳定化能和优先构型等问题

一、d轨道相对能量 根据一般点群对称性轨道及三种基本点群(ML、ML_2、ML_4)中各对称d轨道的相对能量,推引出其它对称场中各对称d轨道的相对能量。 配位化合物中央离子d轨道在晶体场中发生能级分裂,简并度降低,分裂方式取决于不同对称场的性质。假定晶体场势Vcf具有加合性和可分性,便可从低对称性场晶体场势组合得到高对称性场晶体场势,或从高对称性场晶体场势降解得到相应低对称性场的晶体场势。本文从三种低对称性分子点群出发,组合得到配位数从1—12的常见构型配合物。并计算了各对称d轨道的相对能量。     

无机苯二聚体(B3 N3 H6)2几何结构和结合能的MP2理论研究

采用从头算研究了无机苯二聚体(B3N3H6)2的几何结构和结合能.在MP2/6-311++G**电子相关水平上对(B3N3H6)2可能存在的π…π复合物、N(B)—H…π复合物及二氢键复合物进行了全自由度能量梯度优化.在优化构型基础上采用MP2/aug-cc-pVDZ方法计算了复合物的结合能,结果表明总能量的极小结构是B、N原子交错相对的平行堆积D3d构型,最不稳定的是B、N原子正对的平行堆积D3h构型.     

对称性和配合物的构型 Ⅰ.相同配体配合物

从库仑定律出发,采用最优化方法,计算了各种对称性的几何构型稳定化能。结果表明:对称性是决定化合物构型的首要因素。根据微扰理论,用HMO法计算了各种d~n构型的稳定化能(即晶体场稳定化能,CFSE),这是在若干化合物决定构型时须予考虑的另一因素。配体对稳定化能的作用也是需要考虑的。对称性、CFSE和配体效应三者决定配合物的总能量。所取的构型总是具有最低的总能量,这是决定配合物构型的原则。     

气相中CuO~+活化CO中C—O键的理论计算

采用密度泛函UB3LYP/6-311+G(2d)方法计算研究了CuO+在基态和激发态下与CO的反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,并用UB3LYP/6-311++G(3df,3pd)、单点垂直激发、自然键轨道理论(NBO)、Harvey等的方法分别进行各驻点单点能校正、单重态和三重态反应势能面交叉点CP确定、电荷转移分析、最低能量交叉点(MECP)的优化及计算.计算结果表明该反应为一步反应,反应的机理为插入消去机理;在1-3CP点构型中,Cu原子的孤对电子与O—C键的反键空轨道有着较强的稳定化能;反应能通过该构型发生了"势能曲线交叉",动力学上有效的降低了活化能,热力学上增加了反应的放热,这与实验研究结果是一致的.     

晶体场效应对第一过渡系正二价离子水合热的影响

以第一过渡系正二件离子水合热的变化为例,讨论d~N(N=1—10)组态离子在八面体场中晶体场稳定化能对水合热的影响.     

Ce3+掺杂YAlO3晶体的结构性质和4f→5d跃迁的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)超单胞模型方法和基于波函数的镶嵌团簇方法,计算研究了Ce3+掺杂YAlO3晶体的结构性质和4f→5d跃迁.DFT计算结果表明,Ce3+替代Y3+离子引起掺杂格位周围局域结构各向异性畸变.基于DFT优化超单胞结构,构造以Ce3+为中心镶嵌团簇,通过基于波函数的CASSCF/CASPT2/SO方法计算获得Ce3+4f1和5d1组态分裂能级能量,得到的4f→5d跃迁能量与实验结果符合相当好.5d1能态的Mulliken自旋布居分析结果表明,5d1能级性质与立方晶场作用结果明显不同,从而证实了先前基于半经验分子轨道计算得出的结论.最后,5d1能级波函数分析结果表明,自旋-轨道耦合效应对于Ce3+5d1组态较低能级分裂比较重要.     

钇铁榴石中Fe~(3+)离子的吸收光谱和EPR零场分裂研究

本文在晶体场理论的基础上．用晶场自旋——轨道耦合矩阵对钇铁榴石（YIG）中Fe3+（3d5组态）离子的吸收光谱，基态分裂常数，零场分裂参量D进行了统一计算．所得结果与实验符合较好，说明自旋——轨道耦合作用是导致基态分裂的主要原因，解释了被认为是一个理论疑惑的Fe3+离子零场分裂参量D问题。     

用改进Slater法计算某些原子的电子组态和电离方式所出现的问题

对于某些过渡元素如原子序数为21、22、23……等元素,它们的电子层构型是按照先ns轨道后(n-1)d轨道的顺序填充的;而电离时却是先电离ns电子后电离(n-1)d电子。对轨道能概念,对ns轨道和(n-1)d轨道相对能量的高低论点是不同的;同时对计     

团簇Co4P的热力学稳定性及电子性质

运用密度泛函理论,对团簇Co_4P在B3LYP/Lanl2dz水平下进行全参数优化和频率验证,排除含虚频和相同的构型后,最终得出6种稳定的优化构型,其中构型1~((2))最为稳定;各构型的能量由低到高依次为1~((2))1~((4))2~((2))2~((4))3~((2))3~((4)),且各构型的热力学稳定性相差不大;团簇Co_4P的电子转移方向为P→Co;各优化构型电子转移能力的大小关系为3~((4))2~((2))3~((2))1~((4))1~((2))2~((4));团簇Co_4P大部分电子的流向是由P-3p轨道和Co-4s轨道流向Co-3d轨道;Co-4s轨道与Co-3d、Co-4p轨道的布居数同时存在拮抗作用,Co-3d和Co-4p轨道的布居数存在协同作用;各构型轨道布居数变化量的波动范围较小。     

NENP和NINO的电子自旋共振分析

本文在强场框架导出了ｄ８离子基态３Ａ２（Ｆ）自旋哈密顿参量Ｄ、Ｅ和ｇ－因子在斜方对称下的高阶微扰公式；借助于赵等人的参量化ｄ轨道理论，计算ＮＥＮＰ和ＮＩＮＯ的自旋哈密顿参量Ｄ、Ｅ和ｇ－因子，得到了与实验符合很好的结果     

Cr~(2+):ZnSe中Cr~(2+)的能级分裂及静态Jahn-Teller效应

利用群论基础,对Cr2+:ZnSe晶体中Cr2+(3d4)的d轨道在正四面体晶体场(Td点群)中的能级分裂进行了分析,考虑到静态Jahn-Teller效应,已经分裂的d轨道将进一步分裂。首先利用群论,将Td点群中以五个d轨道为基函数的五维可约表示向不可约表示约化,得到d轨道在正四面体场中的能级分裂;由于Jahn-Teller效应,造成正四面体配位场向四方配位场畸变,使原来的Td点群向D2d点群过渡,造成d轨道进一步分裂,分别以分裂后的d轨道为基函数的可约表示向D2d点群的不可约表示约化,就可以得到进一步分裂后的轨道能级。     

Cr2＋:ZnSe中Cr2＋的能级分裂及静态Jahn-Teller效应

利用群论基础，对Cr^2＋：ZnSe晶体中Cr^2＋（3d^4）的d轨道在正四面体晶体场（死点群）中的能级分裂进行了分析，考虑到静态Jahn—Teller效应，已经分裂的d轨道将进一步分裂。首先利用群论，将Td点群中以五个d轨道为基函数的五维可约表示向不可约表示约化，得到d轨道在正四面体场中的能级分裂；由于Jahn—Teller效应，造成正四面体配位场向四方配位场畸变，使原来的Td点群向D2d点群过渡，造成d轨道进一步分裂，分别以分裂后的d轨道为基函数的可约表示向D2d点群的不可约表示约化，就可以得到进一步分裂后的轨道能级。     

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.     

外磁场中介观金属环的量子电流和能谱及其量子涨落

针对处于外磁场中的介观金属环系统,假设在电荷空间中具有变换的对称性,通过求解本征值方程给出系统的量子电流、能谱关系;利用最小平移算符的性质等,计算介观金属环中电流和能量的量子涨落.研究介观金属环中量子电流、量子能谱的性质,分析影响量子涨落的因素.结果表明,量子电流、量子能谱不仅与外磁场、介观金属环电参数有关,而且还明显地依赖于电荷的量子化性质.     

ZnGa2Se4:V3+ 光谱的理论研究

应用区分t2和e轨道共价性的差异(包含静电部分和晶场部分)并考虑了低对称场的能量矩阵, 在考虑和忽略静电参量B00的条件下, 分别研究了t2和e轨道共价性的差异对三元半导体ZnGa2Se4:V 3+能级以及低对称分裂的影响; 计算了ZnGa2Se4:V 3+晶体的能级的低对称分裂, 并与实验值进行比较. 计算结果与实验值符合很好. 研究发现: 在对ZnGa2Se4:V 3+晶体的光学性质进行理论研究时, 在能量矩阵的静电和晶场部分同时考虑t2和e轨道共价性的差异是非常有必要的; 晶场参量B00对ZnGa2Se4:V 3+的能级有重要影响, 因此不能忽略.     

ZnGa_2Se_4:V~(3+)光谱的理论研究

应用区分t2和e轨道共价性的差异(包含静电部分和晶场部分)并考虑了低对称场的能量矩阵,在考虑和忽略静电参量B00的条件下,分别研究了t2和e轨道共价性的差异对三元半导体ZnGa2Se4:V 3+能级以及低对称分裂的影响;计算了ZnGa2Se4:V 3+晶体的能级的低对称分裂,并与实验值进行比较.计算结果与实验值符合很好.研究发现:在对ZnGa2Se4:V 3+晶体的光学性质进行理论研究时,在能量矩阵的静电和晶场部分同时考虑t2和e轨道共价性的差异是非常有必要的;晶场参量B00对ZnGa2Se4:V 3+的能级有重要影响,因此不能忽略.     

RbFeCl3晶体的光磁性理论研究

在Ｄ３ｄ晶场下利用Ｏｈ点群表象方法，构造了ｄ６电子系的完全能量矩阵．使用全组态相互作用方法计算了ＲｂＦｅＣｌ３晶体中Ｆｅ２＋的电子光谱和零场分裂因子，其计算结果与观测数据一致．     

AlF_2分子的结构性质与势能函数

运用密度泛函理论B3P86-311++G(3d2f)对基态AlF2分子的平衡电子结构进行优化计算,优化出AlF2分子稳定构型为C2V,电子态为2 A1,其平衡核间距Re=0.164 72nm、键角∠FAlF=119.614°、离解能14.656 2eV.并对它们的力常数及谐振频率进行进一步的计算.在推断出AlF2的离解极限基础上,应用多体展式理论方法,推导出基态AlF2分子的解析势能函数,该势能面准确再现了AlF2分子的结构特征和能量变化.分析讨论势能面静态特征得到:AlF+F→AlF2反应中不存在鞍点,为无阈能反应.     

角度重迭模型的应用(Ⅰ)

本文依据角度重迭模型的基本原理,首先计算了d过渡系金属离子与单齿配体形成的不同构型配合物的d~*轨道能量:接着,为了使参数单一化,将配体分为三类,计算了各类配合物的d~*轨道能量。得到了一套非常实用的数据。