硼分子(B_2)电子结构的从头算研究

本文选择STO—3G基函数集合,对B_2分子进行了从头算。选定键长(R=1.589A°),自旋多重变取1、3、5、7,分别按KHF与UHF法来研究B_2的电子结构。得到各种状态的十项能量数据和各分子轨道能量高低的信息。计算结果表明B_2分子的基态为~3∑g,认为~1∑g~ 和~5∑_u~-是基态的论点值得商榷。本文算出的B_2分子键能(1.069560917ev)比用简单HF法所得数值更接近实验值。另外还对B原子做了ab initio计算,并结合B_2分子的基态各占据分子轨道能量数据,作出了B原子和B_2分子基态的能级关联图。根据自旋多重度等于3的B_2分子STO基轨道集居数的分析,对B_2分子基态电子结构的传统看法提出异议,认为基态B_2分子的电子组态应为:     

新型超分子化合物[C10H9N2][C10H10N2][PW12O40]·2H2O晶体的水热合成与表征

采用水热合成法合成了一个新的超分子化合物[C10H9N2][C10H10N2][PW12O40]·2H2O,并通过元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射方法确定了其晶体结构.结构分析表明该晶体属于单斜晶系,C2/m空间群,晶胞参数C2/m,a=1.283 1(2)nm,b=2.052 1(3)nm,c=1.002 1(2)nm,V=2.322 4(5)nm3,Z=2,R1=0.052 9,wR2=0.142 8     

双原子分子In2的势能函数与稳定性的密度泛函研究

用原子分子反应静力学原理推导出了In2分子的基态电子状态及其离解极限.在LANL2DZ基组水平基础上,用B3LYP方法计算了In2分子的基态的平衡核间距Re和离解能De分别为0.28952 nm、123.93 kJ/mol,在此基础上用B3LYP方法进行能量扫描得到了In2分子势能曲线,用最小二乘法拟合Murrell-Sorbie(MS)势能函数,得到基态的解析势能函数,由此计算出光谱参数(Be、αe、ωe、ωeXe)以及力常数(f2、f3、f4)分别为:0.0350 cm-1、0.0001 cm-1、117.6481 cm-1、0.40364 cm-1和46.8164cm-1、-1643.8889 cm-1、44721.3572 cm-1.     

1H-咪唑-4,5-二羧酸镉配合物[Cd(HIDC)2·(H2O)2]的合成、晶体结构与热性质研究

合成了一个新的配合物[Cd(HIDC)2·(H2O)2](H2IDC-=1H-咪唑-4,5二羧酸单阴离子),并对其进行了元素分析、IR、TG和单晶X射线的结构表征。结果表明:配合物晶体属单斜晶系,空间群为P21/n,晶胞参数为a=0.50417(10)nm,b=2.3068(5)nm,c=0.66773(13)nm,β=111.30(3)°。V=0.7235(3)nm3,Z=2,Mr=458.63,Dc=2.105g/cm3,μ=1.577mm-1,F(000)=452,最终R=0.0373,wR=0.1451。镉原子与两个不同配体H2IDC-中的咪唑上的氮原子、羧基氧原子以及水分子配位,且形成了六配位八面体构型。配合物由分子间氢键构筑成了三维超分子氢键网络结构。     

双核镉配聚体及其衍生物荧光光谱发光机理的计算化学研究

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311+G(d)水平上,对双核镉配聚物1[Cd2Cl4(Hbm)2](Hbm=1 H-benzimidazol-2-ylmethanol)及其5种衍生物([M2Cl4(Hbm)(Hbm-R)]M=Zn2+,Hg2+;R=-CH3;-NH2;-CN)的荧光光谱的发光机理进行了研究.对其基态结构进行全优化,用含时密度泛函理论(TD-DFT)在B3LYP/6-311+G(d)水平上计算其吸收光谱;同时采用CIS/6-31G(d)方法优化其最低激发单重态S1的几何结构,并用TD-DFT计算其发射光谱.结果表明,电子在基态S0与激发态S1间的跃迁,主要是在卤素配体到金属离子之间的电荷转移;模拟的吸收光谱和发射光谱峰的计算最大值与实验值基本吻合.改变中心金属离子和咪唑环上的取代基可以调控发光材料的光谱波段.此外,运用密度泛函活性理论(DFRT)研究了它们的电子结构和反应活性,发现金属离子的亲电福井指数与分子的发射光波长存在较好的相关性,相关系数(R2)达0.993.这些结果将对苯并咪唑类电(光)致发光材料的分子设计以及其他电致发光材料的分子模拟提供有益的启示.     

二维层状钙配位聚合物[Ca（HDHP）2（H2O）]n的合成、结构与荧光性能

合成了一个二维层状钙配位聚合物[Ca(HDHP)2(H2O)]n(H2DHP=4,6-二羟基嘧啶),并且进行了元素分析、热重、红外、荧光、单晶及粉末X射线衍射等表征。标题配合物属于单斜晶系,P 21/c空间群,a=0.816 9(3)nm,b=1.756 1(4)nm,c=0.762 3(3)nm,β=91.25(3)°,V=1.093 3(4)nm3,Z=4,R=0.041 5。每个Ca(II)离子分别与四个不同HDHP-的1个氮原子、5个羟基氧原子及1个水分子配位,形成了七配位的五角双锥构型。配体HDHP-桥联相邻的Ca(II)离子形成二维层状结构,层与层之间又进一步通过分子间氢键和π-π堆积作用形成三维超分子网络结构,同时该配合物在室温下于459 nm处表现出较强的蓝色荧光发射峰。     

2-氧-1,2-二氢吡啶-1-乙酸化合物的合成与表征

利用2-羟基吡啶与氯乙酸在碱性水溶液中反应得到了一个新的化合物———2-氧-1,2-二氢吡啶-1-乙酸,并对其进行了元素分析、IR光谱和单晶X射线的表征。化学式为C7H7NO3,其晶体属单斜晶系,空间群为P21/c,晶胞参数为a=0.74370(15)nm,b=0.9991(2)nm,c=0.9974(2)nm,β=110.23(3)°。V=0.6954(2)nm3,Z=4,Mr=153.14,最终R=0.0383,wR=0.0962。结构分析表明:该化合物固态是以酮式构型的非吡啶内盐形式存在,且由O-H…O分子间氢键形成了一维折叠链状结构。     

单核锰配合物[MnCl2（4,2-L）2（H2O）2]·2（4,2-L）·2（H2O）的合成、结构与荧光性质

合成了一种单核锰配合物[MnCl2(4,2-L)2(H2O)2].2(4,2-L).2(H2O)(4,2-L=N-[(4-吡啶基)甲基]-2-吡啶胺),并且对其进行了元素分析、红外、热重、荧光、粉末及单晶X射线衍射等表征。标题配合物属于三斜晶系,P 1空间群,a=0.938 3(19)nm,b=1.056 1(2)nm,c=1.224 6(2)nm,α=90.997(3)°,β=96.304(3)°,γ=109.39(3)°,V=1.135 9(4)nm3,Z=1,R=0.058 9。Mn(II)位于反演中心,每个Mn(II)离子分别与2个配体中的氮原子、2个氯离子和2个水分子配位,形成了六配位的八面体构型。标题配合物之间通过分子内和分子间氢键作用形成了三维氢键超分子网络结构,同时该配合物在室温下于355 nm处表现出较强的紫色荧光发射。     

三元混配的钙配合物[Ca(NO3)(Phen)2(H2O)2](NO3)的合成与晶体结构研究

合成了一个新的三元混配配合物[Ca(NO3)(Phen)2(H2O)2](NO3)(Phen=邻菲罗啉),并对其进行了元素分析和单晶X射线的结构表征。结果表明:配合物晶体属三斜晶系,空间群为P1,晶胞参数为a=0·75804(15)nm,b=0·94977(19)nm,c=1·7642(4)nm,α=75·19(3)°,β=82·69(3)°,γ=87·02(3)°。V=1·2178(5)nm3,Z=2,Mr=560·54,Dc=1·529g/cm3,μ=0·321mm-1,F(000)=580,最终R=0·0678,wR=0·1611。在配阳离子[Ca(NO3)(Phen)2(H2O)2] 中,钙(II)原子与两个不同邻菲罗啉中的4个氮原子、硝酸根的2个氧原子以及两个水分子配位,且形成了八配位扭曲的反四棱柱配位构型。相邻分子间氢键和邻菲罗啉环之间的π—π作用使得配合物构筑成了一个三维的超分子网络结构。     

Bin Tem(n+m=3)分子体系的结构和稳定性的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/LANLADZ水平上对B inTem(n m=3)分子体系的几何构型和稳定性进行了系统的研究,通过对体系的能量、结合能的计算分析,确定体系的基态结构均为具有C2V对称性的弯曲结构,掺杂后体系B i2Te和B iTe2的稳定性比单元分子体系B i3和Te3的稳定性增强.     

NS,CS~-,SO~+的基态(Х~2Ⅱ)势能函数与光谱数据研究

采用Gaussian 09程序包中的几种方法分别优化计算NS,CS-,SO+的基态(X2Ⅱ)结构,筛选出B3LYP方法作单点能扫描.基于最小二乘法拟合出NS,CS-,SO+基态(X2Ⅱ)的Murell-Sorbie势能函数,首次计算了NS,CS-,SO+基态(X2Π)的力常数(f2,f3,f4),得到了更精确的光谱常数(Be,αe,ωe,ωeχe).     

双原子分子CuMg的势能函数与稳定性的密度泛函研究

根据原子分子反应静力学原理导出了CuMg分子基态电子状态及其离解极限,并在B3 LYP/LANL2DZ水平上计算了平衡几何、振动频率、电离能和电子亲和能.利用Murrell-Sorbie函数拟合出了解析势能函数,计算出光谱参数和力常数.计算结果表明该分子体系是稳定存在的.     

Au_nAl_m(m+n=5)团簇的结构和稳定性研究

采用密度泛函理论(DFT)的杂化密度函数B3LYP/LANL2DZ方法,对Aun Alm(m+n=5)二元团簇可能的几何结构进行了优化,预测了Aun Alm(m+n=5)团簇的可能基态构型,同时计算了基态结构的结合能、垂直电离势、垂直电子亲和势和能隙.结果表明Au2 Al3体系的结合能最大,结构最稳定.     

GaN分子光谱特性及其势能曲线的理论研究

采用从头计算组态相互作用方法研究了GaN分子的基态和较低的电子激发态的势能曲线,通过数值求解分子的原子核运动薛定谔方程,获得了束缚电子态的光谱参数.对GaN分子光谱参数研究的结果可为以后的实验研究提供理论支持.     

二元合金小团簇Cu_2Al_3结构和稳定性的密度泛函研究

利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/LANL2DZ水平上对含贵金属铜二元混合小团簇Cu2A l3的几何构型和稳定性进行了研究,研究表明该体系团簇有九种稳定结构,其基态构型为具有C2v(2B1)对称性的立体结构.计算了稳定结构的结合能、最高占据分子轨道能级和最低空分子轨道能级以及两者间的能隙差,并给出了稳定结构的红外光谱.     

量子 Monte Carlo处理激发态

提出了用于电子激发态的剩余函数变分量子MonteCarlo(SFVMC)方法,导出了用于激发态的SFVMC方法的详细计算公式,并用该方法计算了CH2分子的X^3B1态、1^1A1态和2^1A1态的能量值,计算结果表明;对于CH2分子的这3个态,SFVMC方法只需要迭代到3级能量值即可达到FCI方法的精度。SFVMC方法的4级能量值和5级能量值其相关能百分率可分别达到80%和90%以上。     

Al、Mg掺杂对LiNi1-x-yAlxMgyO2材料的结构影响

采用柠檬酸盐法得到了不同Al、Mg掺杂量的LiNii-x-yAlxMgyO2（x=0～0.25,y=0～0.06）固溶体材料.利用XRD对样品进行了测试分析.结果表明,各样品均具有α-NaFeO2型单相结构,形成了LiNi1-x-yAlxMgyO2固溶体单相.随着Al、Mg固溶量x、y的增加,材料的晶胞参数发生规律变化.     

Ising自旋(s=1)一种反铁磁超晶格的基态

本文使用文献的方法,计算了Ising模型、(s=1)一种反铁磁超晶格的基态能,并给出了几种典型情况下的相图。     

Zn1-xSrxS:Cu薄膜电致发光特性的研究

首先我们制备了结构为：ITO／SiO2／ZnS:Cu／SiO2／Al的薄膜电致发光器件,其电致发光为绿色的宽带发射．然后将发光材料换成Zn1-xSrxS：Cu,制备同样结构的薄膜电致发光器件．结果发现电致发光光谱由原来的550nm单个峰的宽带发射变成了双峰发射．峰值位置分别为430nm和530nm左右,而且随Sr浓度的变化而不同．该体系Cu离子的蓝光发射主要是由于Sr的掺入使ZnS基质的禁带变宽以及蓝色发光中心能级上的电子不易被离化到导带所致．     

转动激发对Sr+HF反应的影响

依据LEPS,运用经典轨线来研究吸能反应Sr+HF(v=1,J=1～3)→SrF+H,△Ho=(27.652±6.688)kJ/mo1.对于HF(J＝1～3)的每个转动能级,计算结果表明,SrF产物的振动能级分布是统计分布;并且,当增加HF的转动内部状态时,SrF的振动布居在v=0最大,然后随着v的增加很快单调下降.计算结果与实验结果相符,并讨论了此反应的势能面.