硼烷簇合物的结构规则

我校副校长王荣顺教授在《高等学校化学学报》1989年第7期上发表论文《硼烷簇合物的结构规则》。硼烷簇合物的结构及成键理论已成为原子簇化学的重要分支。其缺电子特性及其化学键本性的讨论已引起人们的关注。为建立统一的硼烷簇合物结构规则,该文从超电子数出发,提出一种稠合型硼烷簇合物的物结构规则,即     

金属硼烷和金属碳硼烷的键价计算和分析

运用原子簇化合物键价公式，对金属碳硼烷和金属硼烷进行了成键情况分析，提出了碳硼金属三中心键和硼硼金属三中心键的概念，并指出了簇合物型、夹心型和多层夹心型金属碳硼烷的稳定存在主要是形成金属三中心键的缘故．     

几种金属原子簇成键结构规则

过渡金属原子簇大多以多面体的形式存在。关于它们的分子构型和成键特征,有多种理论方法和解决途径。本文主要从多面体骨架电子对理论(Polyhedral Skeletal Electron Pair Theory)和簇的价键分子轨道方面(CVMO_s)进行论述。多面体骨架电子对理论(简称PSEPT)是一个结构规则,其特点是应用该规则就可从簇状分子的分子式(包括硼烷、碳硼烷,过渡金属羰基簇等)推论得到簇分子所取的多面体几何构型和结构成键电子数,还可从理论上估算簇多面体原子间的成键强弱,並为合成特定多面体化合物提出可能的合成途径。PSEPT和簇价键分子轨道数是研究金属原子簇的十分简便的方法。     

原子簇的球势阱模型（二）──金属卤化物、硼卤化物和纯金属原子簇结构

原子簇骨架电子的球势阶模型，尚可用于金属卤化物、硼卤化物和纯金属原子簇等。当骨架电子数为２、８、２０、３４、．．．时，均为稳定的闭壳层结构。其他骨架电子数时，可由前线轨道在骨架场微扰下分裂来说明。从而将差异甚大的不同原子簇结构，统一在球势讲阱型下，它比往常用的一些结构规则，具有更大的普遍性。     

多面体分子轨道的理论方法——Ⅲ、结构多面体骨架的成键分子轨道

本文论证了封闭硼烷离子B_nH_n~(2-)和碳烷C_nH_n的结构多面体是互为共轭的多面体,它们是棱数相同而面数与顶点数互易的多面体,并应用交替烃图形方法,给封闭硼烷离子的骨架成键分子轨道的Wade“n+I”规则以新的诠释,进而讨论这个规则对金属原子簇多面体结构的有效性。     

FeRhN原子簇几何结构和磁性

采用离散变分局域自旋密度泛函方法，对ＦｅＲｈＮ原子族（Ｎ＝２－６，１２，４２和５４）的几何结构和磁性进行了系统研究。发现小ＦｅＲｈＮ原子簇几何结构的相对稳定性同原子簇中的相邻原子间成键数目成正比，小ＦｅＲｈＮ原子簇的在态倾向于有较多近邻键合的高维几何结构。所讨论的所有ＦｅＲｈＮ原子簇比相应的ＲｈＲｈＮ原子簇的磁矩都大。因此，用Ｆｅ替换Ｒｈ后，铁确实能提高原子簇的磁矩。这个结论同相关的实验结果相一致     

硼烷簇合物的4N+μ规则

本文系统地研究了硼烷原子簇化合物的结构特点,定义了结构特征值μ,并提出4N+μ规则。根据本文得到的结构特征值μ,可以直接从硼烷的分子式来预测它的可能结构,方法简单,适用性广。文中给出了某些双联型硼烷的μ值,并举例说明它的应用。     

四核前过渡金属原子簇的成键模式

用半径验分子轨道理论方法研究了各种构型的四核前过渡金属原子簇,分析了它们的成键能力,讨论了簇合物构型与电子数和配体效应之间的关系,说明了给定化学计量的簇合物构型及实例,讨论了金属原子轨道对金用-金属键的贡献。     

金属在硼簇化合物中的作用

金属硼原子簇化合物包括金属硼烷、金属碳硼烷及其衍生物,分子几何构型千变万化。一个或多个金属原子(主族或过渡元素)束缚在硼骨架或碳硼骨架上,在作硼或碳硼骨架的稳定剂,或作合成的试剂时,金属所起的作用是很重要的。     

劈开组合法合成新结构和新成键的金属羰基簇合衍生物

介绍了一种独特而有效的合成新结构和新成键的金属簇合物的“劈开组合法”：利用含有多种可配原子（Ｃ、Ｎ或Ｐ、Ｓ）的前配体与二元金属羰合物的反应，前配体在不同位点的劈开，提供多样化的分子片充当各种配体，与金属羰合物组建生成各种新结构和新成键的三至七核的金属羰基簇合衍生物，由此得到一系列新型的含端卡宾碳配位基和二齿桥基的三核铁或钴簇，以及多种罕见的含半填隙磷原子和复杂含磷硫桥基的六核和七核钴簇。它们当中，     

(H2O)5环状异构体的氢键协同作用和相互作用能的多体效应

在量子化学计算的基础上，采用一种简便的能量分解方案，讨论了 (H₂O)₅四种环状异构体的稳定性、氢键协同作用、多体效应与水分子排布方式之间的关系。结果表明，虽然总相互作用能主要来自二体作用项的贡献，但异构体之间的稳定性的差异主要由三体作用项决定；环形结构中，以da-da-da方式形成的三联体，其三体作用会增加总的相互作用，从而增强环结构的稳定性；将此推广到六元环中，发现亦存在这种关系，因此da-da-da三联体的数目可作为环稳定性的直观判据。     

石墨烯上吸附金原子团的电子结构性能研究

金属原子吸附于石墨烯上可以改善石墨烯的物理性能.本文采用第一性原理研究石墨烯上吸附不同数目,不同结构的金原子团.研究发现,比起单原子吸附,石墨烯表面更容易吸附多个金原子.线性型吸附结构的原子间相互作用大,吸附能比其他结构有所增加,电荷转移量大,体系更稳定.体系的磁性大小也与吸附结构相关,直线型吸附结构无磁性,且吸附结构越不对称,净磁矩越大.研究表明,吸附不同结构的Au原子团,可以改变石墨烯本身的能带结构,使其具有金属性或者半导体性的电子性能,具有广泛的应用领域.     

基于动态可调簇的无线传感网络能量感知数据存取算法

针对无线传感网中数据收集、存储和查询的需要,提出了一种基于动态可调簇的能量感知数据存取算法ACEDBA(Adjusted Cluster-based energy-aware Data Brokerage Algorithm).该算法将网络节点分成许多簇结构,簇内节点负责数据采集,簇首节点负责簇内数据的收集、汇聚和转发,数据可以集中存储,也可以分布存储在各簇首节点或本地存储.算法引入能量分级消耗机制,可动态选择和调整簇首节点,保证各簇首节点簇内数据存储和簇间数据转发查询的能量平衡.实验结果表明,与典型数据存取算法相比,该算法的节点能耗均衡、生命周期和查询成功率方面具有优势.     

用密度泛函理论研究Mg_n团簇吸附Ag原子的结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对Mgn团簇吸附Ag原子的几何构型进行优化,并对能量和电子性质进行了计算.结果表明,AgMgn的结构可以通过Ag原子替代Mgn+1中一个Mg原子生长而成.通过分析电子性质,发现Ag原子的掺杂提高了Mgn团簇的化学活性和稳定性;二阶能量差分、分裂能和平均结合能表明AgMg4和AgMg9团簇是稳定的.     

应用密度泛函理论研究(MgO)_nCu团簇的结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对(MgO)nCu(n=2～8)团簇的几何构型进行优化,并对能量、频率和电子性质进行了计算.结果表明:(MgO)nCu的最低能量结构是在(MgO)n的最低能量结构或者亚稳态结构的基础上吸附一个Cu原子生长而成,且Cu原子的吸附以桥位为主.布局数分析表明Cu原子的吸附对近邻原子的电荷影响比较大,Cu原子得失电子的方向可以改变.Cu原子的吸附增强了(MgO)n的化学活性.二阶能量差分,垂直电离势和分裂能表明(MgO)4Cu是最稳定的团簇.     

面向云数据中心资源均衡分配需求的聚类调度算法研究

针对云数据中心资源利用率较低、能源消耗较高的问题,提出了基于资源需求差异的资源均衡调度策略。在包簇框架模型基础上,利用与资源需求相关的距离度量因子,将资源需求差异大的包通过改进的k-means算法进行聚类;利用资源之间的相关性作为包与簇之间的距离,在资源分配的过程中使包能够集中映射到簇中,从而减少簇的使用个数。实验结果表明,在包簇框架的概念下,基于资源需求差异的改进后的k-means聚类算法能够优化包聚类步骤,资源调度算法能够提高云数据中心各类资源利用率、降低资源分配过程中产生的能耗,具有有效性和可扩展性。     

一种能量高效的无线传感器网络分簇路由协议

针对决定性簇头选择 (deterministic cluster-head selection,DCHS）协议簇头阈值函数的不足,提出一种能量高效分簇算法(energy efficient clustering,EEC)协议。分析了低功耗自适应集簇分层型（low-energy adaptive clustering hierarchy,LEACH）协议及其改进协议DCHS的设计缺陷,设计了一种新的簇头选举机制,在选举簇头时,不仅考虑节点剩余能量,而且能够保证网络中簇头节点的数量,并且用码分多址 (code division multiple access,CDMA)机制使非簇头入簇,减少了对相邻节点的干扰。仿真结果表明,与LEACH和DCHS协议相比,EEC协议能有效地延长网络生存时间,且网络能耗更加均衡。     

物联网感知层安全簇维护方法

分簇结构的物联网感知层得到了广泛应用,针对大量分布的传感器节点的脆弱性、通信开放性和无人值守等特征使得其面临着越来越多的安全威胁,提出了一种物联网感知层安全簇维护方法,通过加密认证、节点测评和按需维护机制来保护簇的安全稳定运行.基于NS2的仿真实验结果表明,所提出的物联网感知层安全簇维护方法能低能耗地有效抵御假冒攻击、簇头占据攻击和针对数据包的攻击,保证簇结构的稳定和安全.     

用遗传算法研究复合团簇（Ag）x（Rh）n—x的基态能和结构

应用遗传算法并结合紧束缚二级矩近似势对复合团簇（Ａｇ）ｘ（Ｒｈ）ｎ－ｘ的基态能和基态结构进行了研究,计算结果显示：随着Ｒｈ原子掺杂比例的增大,复合团簇（Ａｇ）ｘ（Ｒｈ）ｎ－ｘ的基态能量呈现上升趋势,并且其基态结构都是二十面体基础上的微扰。     

基于密度泛函理论对AgAu_n团簇结构及电子性质的研究

从第一性原理出发,利用密度泛函理论中广义梯度近似对AgAun(n=1～8)团簇几何结构和电子结构进行分析,得到了AgAun团簇最低能量结构及亚稳态结构.结果表明,当2≤n≤7时,AgAun团簇的基态结构为平面结构,可通过较小的团簇边戴帽一个原子生长而得,n=8是AgAun二元团簇由二维结构转变为三维结构的临界尺寸.综合AgAun团簇基态的平均结合能、二阶能量差分、垂直电离势及最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道之间的能隙分析可知,n为奇数的AgAun团簇的稳定性相对较高,并且AgAu5团簇的稳定性表现突出.