TiC价电子结构及其性质分析

利用固体与分子经验电子理论对TiC价电子结构进行了计算。结果表明，温度升高时，TiC的共价电子数增加，表明TiC具有良好的热稳定性；TiC晶体中的共价电子数与其硬度和脆性之间存在密切联系，根据晶格电子数可以定性地说明不同结构晶体之间的脆性差别，利用“键加强因子”△可在一定程度上定性地说明不同结构晶体硬度的相对大小。     

弹性软模决定材料硬度

利用第一原理计算研究了共价晶体和离子晶体的单晶弹性常数及机械硬度.结果表明,对材料硬度起主导作用的是最软的弹性形变模式,而非普遍认为弹性模量的平均值.这体现了力学稳定性及各向异性在决定材料硬度时的重要作用.以碳化钨为例展示了上述理念在材料设计中的应用.通过氮或铼的合金化调节费米能级,从而强化最软的弹性模式,可以进一步提高这种硬质材料的硬度.     

键裂能的计算

我们在归纳实验数据的基础上提出下列计算键裂能的经验公式,它适用于无机和有机化合物中各种类型的键(包括共价键、离子键、金属键):     

晶体结合能与电子径向分布的关系

人们用半经验理论、电子理论和价键理论对晶体结合能进行计算。然而没有一种比较满意的理论使过渡金属结合能计算值接近测量值,问题在于对过渡金属键合的机理不十分清楚。一、电子径向分布函数与结合能     

氢致α-Fe脆性机理的电子理论研究

α-Fe的氢脆很受重视,尤其对其机理研究,人们做了大量的工作.一般认为,脆断取决于原子间键的特性.有人认为,α-Fe的氢脆机理是氢原子的溶入降低了裂纹尖端原子间的结合力,减少了{100}面的解理应力,但又有人认为,氢并不降低铁原子的键合力.可见,迄今氢致α-Fe变脆的机理尚不完全清楚.本文通过计算含氢α-Fe解理面间原子结合键的键能,分析了氢原子对α-Fe键结构特性及电子分布的影响,发现氢原子溶入后改变了Fe原子的状态,使晶体中不同解理面的强度出现了严重的各向异性,并且,显著降低了晶体中的晶格电子数.我们认为,这可能是使α-Fe易于解理断裂的原因.     

Sc和Ti对纯铝细化机理的价电子结构分析

传统的相图理论和晶体界面共格理论无法从本质上解释Sc和Ti对纯铝及铝合金的细化作用差别的机理. 运用固体与分子经验电子理论(EET)研究了Al-Ti, Al-Sc两种合金的价电子结构, 通过计算共价键电子对数、界面电子密度差, 指出两种合金形核质点的晶体共价电子对数目多少、第二相颗粒与基体界面电子密度差的不同等因素, 是造成Sc, Ti对纯铝细化作用差别的本质原因.     

从原子到晶体的材料硬度研究

基于单位体积的抓电子能量, 将硬度概念由原子硬度、离子硬度拓展到了键硬度, 在这三个微观层次上研究了材料硬度的本质. 研究发现, 材料的硬度与其组成原子或离子的硬度没有直接关系, 而与其组成化学键的硬度直接相关, 本质上取决于其单位体积组成化学键的抓电子能量, 并由此建立了鉴别宏观材料硬度的微观模型. 该工作有助于人们在原子水平上认识材料硬度的本质, 对于探索新型超硬材料具有重要的理论指导意义和实际应用价值.     

多电子原子或离子体系模型势理论中旋-轨耦合系数的计算

应用郑能武所建议的近似描述多电子原子及离子的模型势理论,作者曾导出了一个计算任意幂次算符r~k矩阵元的公式,使用该式可以对各类跃迁振子强度进行计算。进而,为了能方便的计算多电子原子及离子任意激发态的旋-轨耦合能,本文利用正负幂平均值之间的关系和各幂次平均值之间的关系,导出了一个计算旋-轨耦合系数的简易公式。     

十字排列椭圆孔声子晶体板的双通道滤波

采用有限元方法对二维十字排列椭圆孔周期结构的带隙及传输特性进行了研究,发现此类结构具有较宽的带隙范围.基于该研究,构造了由3种不同尺寸代表性单元组成的双通道波导结构,并通过有限元建模计算,分析了该结构的双通道滤波性能.根据理论计算模型设计制作了亚克力材料的双通道声子晶体薄板,并进行传输特性测试,实验数据验证了仿真结果的准确性.研究结果表明,通过调节3种代表性单元的尺寸,改变声子晶体的带隙分布,可以实现不同频率弹性波在双通道结构中的定向传输.     

铁的单核羰基络合物中铁原子的共价

原子价是化学中最重要的概念之一,但迄今为止仍缺乏严格而又被普遍接受的定义.较为通用的是Pauling所下的1个定义:1个元素的原子价是指它的1个原子和其它原子形成的共价键数.即V_A=∑键级.此定义对只形成正常共价键的分子非常适用.但在蓬勃发展中的金属有机化学、原子簇化学及现代无机化学中却遇到了许多困难.例如在CO分子中,∑键级=3,根据Pauling共价定义则有V_c=V_o=3.这是不能令人接受的,其中关键问题是化     

碱金属肖脱基空位形成能的计算

由于通常晶体中的肖脱基空位远多于弗兰克尔空位,因此对空位形成机制研究的深化,重点应是对肖脱基空位的定量描述。为此,Huntington早在1942年就计算了铜晶体的空位形成能。但是由于Huntington的计算是基于传统的金属电子理论,不但模型复杂,而且需要引入部分实验数据,因此很难向更多的金属推广。自“固体与分子经验电子理论”问世以来,根据此理论已完成了包括过渡族金属在内的78种单质晶体和上千种化合物的电子结构理论分     

I2分子团簇的制备及它的漫反射谱

近些年来,零维物理系统的研究已成为科学研究的一个热点。迄今,团簇方面的研究主要集中在离子团簇和共价团簇的研究上,所谓离子团簇和共价团簇即指团簇中的离子或原子是以离子键或共价键的方式结合。由于离子键和共价键的键能比较强,离子团簇和共价团簇中的离子和原子间的相互作用较强,它们间的距离不容易改变。因此,在这些团簇中有显著的量子尺寸效应,并可通过吸收带边的蓝移证实量子尺寸效应的存在。而对于由分子力结合的分子团簇,由于分子力相对较弱,分子团簇内分子间的距离可以发生变化,分子团簇有一些异于离子团簇和共     

稀土离子4f轨道和配位体的共价行为研究

一、引言 稀土离子4f轨道是否参与成键是一个引入注目的课题,多年来一直存在不同见解。一种认为不参与成键,理由是由于5s,5p壳层的屏蔽,4f轨道位于内壳层,并且到目前为止,分子轨道理论计算结果表明4f轨道不参与成键。另一种认为可以形成较弱的共价键,并发展了一种角重迭模型利角参数来研究共价行为,但是具体共价行为的数量级尚未有明确结论。我们在     

高氧化态钼簇合物的电子结构和化学键——多中心d-pπ键的存在和性质

本文通过对一系列二至六核高氧化态钼簇合物电子结构的计算和分子轨道分析,提出了该类型钼簇中存在多中心d-pπ这一新化学键形式的观点;导出了半定量计算d-pπ作用能的群轨道角重迭公式;讨论了该公式中的d_M~G轨道空穴数,桥原子能级(或电负性)和几何环境等因素与桥键强度、键长、键角及Mo-Mo'键强度的关系.     

π共轭体系的全电子键表计算方法

一、引言 经典价键理论对π共轭体系的定性分析取得了极大成功,而现代价键理论正试图对分子结构进行定量计算,其中键表酉群方法采用键表作为多电子价键型波函数,可直观地描述价键共振结构,且Hamilton矩阵元计算相当简便。但由于N1问题,目前价键方法的从头算仍只能处理10个电子以下的体系。在π共轭体系中,人们关注的是π电子的运动,且在低     

Mn掺杂LiMgP新型稀磁半导体的光电性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,对新型稀磁半导体Li_(1±y)(Mg_(1-x)Mn_x)P(x=0,0.125;y=0,0.125)体系进行几何结构优化,计算并对比分析了体系的电子结构、形成能、电荷重叠布局、差分电荷密度及光学性质.结果表明,LiMgP体系中化学键均表现为极化的共价键,磁性元素Mn的掺入形成了强于Mg-P的Mn-P共价键,且产生自旋极化杂质带,通过改变Li的计量数可以改变体系的性质和参与杂化的轨道.与单掺Mn相比,Li过量体系表现为金属性,杂质带宽度增大,而净磁矩减小,同时形成能降低,导电能力增强,Mn-P键的相互作用减弱;Li空位体系表现为半金属性,半金属能隙为0.478 eV,净磁矩为4.02μ_в,Mn-P键的重叠电荷布局数最大,键长最小,Mn和P原子之间的电子云最密集且共用电子对偏移程度最小,Mn3d和P3p间杂化作用最强.通过对比体系光学性质发现,Mn掺入后介电函数和光吸收谱在低能区出现新的峰值,同时复折射率函数也发生明显变化,体系扩大了对电磁波的吸收范围,能量损失明显减小.     

部分苯酚衍生物生物降解性的2D和3D-QSBR研究

应用B3LYP/6-311G**水平计算得到的量子化学参数,在实验数据的基础上,建立了部分苯酚衍生物生物降解性能(二氧化碳生成量(PCD))的定量结构-生物降解性相关模型(2D-QSBR),该模型包括分子平均极化率(α)和熵(SΘ)两个参数,其中α对PCD的影响更为显著,模型的相关系数R2=0.933,交叉验证相关系数q2=0.894.该结果优于midix,6-31G*计算水平下得到的2D模型,此外,应用基于分子模拟技术的比较分子相似性指数(CoMSIA)方法,建立了3D-QSBR模型,模型的R2=0.964,q2=0.716,化合物的氢键供受体特性对降解能力的影响较为显著,其次是化合物的疏水性.结果表明,2D和3D-QSBR模型都具有良好的稳定性和预测能力,可以预测同类化合物的PCD值.     

一维晶体中能带的LCAO-MO-CO解析

计算晶体能带的位置、宽度及电子在能带中的分布即态密度等,对研究晶体的各种物理和化学性质有着重要意义,一维晶体有许多特性,近年来更是引起了大家的兴趣,在理论和实验的研究方面都有许多进展。本文对一维晶体中原子轨道(AO)、分子轨道(MO)及晶体轨道(CO)间的关系进行了研究,指出了它们彼此间的能量关系,从而给出了一种计算分子晶体能带的简便方法。     

FeAl有序相与液相高温相平衡的电子理论计算

FeAl合金是金属间化合物研究的热点之一,高温相平衡是其研究的重要基础.Kikuchi提出的CVM和NIM为合金相平衡及热力学性质的理论计算提供了一种广为利用的方法.吴非和郑伟涛等用此方法曾计算了Fe-Mn,Ag-Au和Au-Cu二元合金相图,取得了较好的结果,但他们的计算仅限于无序固溶体的相平衡.本文在提出计算有序相键能的“部分平均原子模型”的基础上,将Kikuchi的CVM和NIM与余氏电子理论相结合,计算FeAl有序相与液相之间的平衡参数,结果令人满意.     

有机加合物(3,5DNBA·PMAPh)非线性光学晶体的结构测定

有机晶体作为非线性光学材料的研究是80年代以来开始盛行的,由于有机非线性光学晶体比无机晶体具有较大的非线性系数,高的抗光损伤阈值,响应速度快等特点受到人们重视。目前文献报道的有机非线性晶体可分四类:1.尿素及衍生物,2.有接受电子集团π共轭体系的芳香族化合物,3.有机盐,4.金属有机化合物。文献报道目前粉末产生倍频效应的有机化合物不下一千种,而其中能生长出够测试尺寸10mm~3的单晶仅几十种。上述四