3d和4s轨道的能量关系初探

我们在无机化学和结构化学的学习中,经常遇到这样的问题:3d和4s轨道的能量到底哪一个高?电子在填充这些轨道时,遵循什么规律,按照什么顺序?电离时首先失去的是哪个轨道上的电子?这些问题,现有的新版高校教材都没有予以圆满地、系统的阐述.目前,国内外的一些化学工作者都在积极地探讨这些问题.本文试从量子力学的基本假设出发,推出3d和4s轨道的能量计算公式,借助于斯莱特(Slatar)规则定量地计算出1～36号元素原子的3d和4s轨道能量,同时也计算了电子在这些轨道上排布时各种可能组态的能量,从而在解释上述问题时得到了比较满意的结果.     

类比法在认识微观粒子运动中的作用

本文通过对经典波与物质波、电子的轨道运动与自旋运动间联系的讨论,阐明在结构化学领域中,类比法简明、易解的特点。     

聚乙炔一维共轭多烯半导体

本文介绍了有机共轭体系的结构特点和利用简单Huckel分子轨道(HMO)理论对聚乙炔的电子结构予以处理,以展示其半导体的能带结构和分子中具有长短键交替的特征。并试图从化学角度理解拓扑激发(即孤子)的导电机理。     

Gaussian程序在化学教学中的应用

本文讨论了Gaussian程序在高校化学学科教学中的一些应用，如进行结构优化并能计算振动频率、电子布居、核磁共振、前线轨道等数据．这些化学信息可以极大地丰富课堂教学的内容．     

镧和钕胞嘧啶配合物的量子化学研究

用量子化学ＩＮＤＯ方法研究了Ｌａ和Ｎｄ胞嘧啶配合物的电子结构和化学键，结果表明稀土对配位键的主要贡献来自其５ｄ轨道，６ｓ、６ｐ次之，４ｆ轨道几乎不参与成键，配位键为共价性。胞嘧啶的成键作用不只限于配位原子，而是扩展到配体整体，电子向稀土中心迁移是依靠共轭作用。     

类经法在认识微观粒子运动中的作用

本文通过对经典波与物质波，电子的轨道运动与自旋运动间联系的讨论，阐明在结构化学领域中，类比法简明，易解的特点。     

全金属团簇Gan(n=3,4,5)芳香性的密度泛函理论研究

根据密度泛函理论,对Gan(n=3,4,5)团簇和Gan-(n=3,4,5)进行了几何结构优化和结合能计算,并对其电子结构及成键特性进行了分析.由核独立化学位移(NICS)和分子轨道(MO)数据分析,确定团簇均具有芳香性,且以π电子芳香性为主.     

H在含杂过渡金属表面化学吸附的DV—X_α方法研究

本文把量子化学中的DV—X_α方法运用于掺杂过渡金属表面化学吸附的研究。用此方法计算了H在含杂W(100)面顶位吸附的电子结构、吸附体系的分子轨道能级和电子态密度以及杂质原子Re和Ta对化学吸附的影响。     

有关d电子角度分布问题的探讨

众所周知d电子的原子轨道(轨函)和电子云的角度分布问题,在杂化轨道理论、配位场理论以及量子有机化学等诸方面,都占有相当重要的地位。然而,有些书的作者对于d_(z~2)电子的角度分布不甚注意,以致使其图形产生明显差错。一般结构化学或量子化学书上,都不定量计算各d轨函和电子云的角度分布,不研究其图形的具体画法和正     

小粒子中^103Rh的核磁共振探索

本文用电子轨道（或化学）位移和电子－自旋位移随位置有关的观点给予定性的解释。     

硼和铝所形成化合物的“缺电子”性

硼和铝都是ⅢA族元素。它们的价电子数少于价轨道数，当它们形成共价化合物时，成键电子对数往往少于中心原子价电子层的轨道数，使硼和铝的许多化合物具有缺电子性。由于硼是非金属元素，铝是金属元素，另外硼原子半径比铝原子半径小得多，而且硼的前三个电离能总和（6764KJ·mol-1）比铝的前三个电离能总和（5114KJ·mol-1）大，硼主要形成共价型化合物，缺电子性成为硼的化学最重要的特征，而铝则不然。本文以硼和铝形成化合物的缺电子性为线索，将有关它们分散而重要的描述性化学事实，从组成、结构、性能和应用等方面有机地联系起来…     

MgCNi3电子结构与光学性质的第一性原理研究

考虑广义梯度近似与局域自旋密度近似,采用全势线性缀加平面波法对新超导体MgC-Ni3的几何结构、电子结构及光学常量进行了计算,从理论上给出了其电子结构与光学性质的关系.电子结构计算表明,尽管MgCNi3与BaTiO3均具有钙钛矿几何结构,但电子能带结构的差异使它们表现出不同的光学性质.基于第一性原理的光学性质的计算结果表明,MgCNi3的光学性质呈各向同性,其低能区的光吸收是由-5.0～0 eV范围内的Ni(3d)电子的带内跃迁以及该能量范围内Ni(3d)电子到导带空轨道的带间跃迁引起的;而高能区的光吸收则起源于价带中C(2p)和C(2s)轨道上的电子到导带中C(2s),C(2p),Ni(3d),Ni(4s)空轨道的带间跃迁.     

休克尔分子轨道(HMO)法的应用

休克尔分子轨道（HMO）法作为一种重要的半经验方法,广泛应用于计算平面离域共轭分子中的π电子结构．这部分内容是结构化学的一个教学难点和重点,很多教材对此讲解的不够深入,学生很难理解掌握,因此本研究在详尽阐述休克尔分子轨道理论要点的基础上,以丁二烯为例讨论如何应用HMO法进行快捷处理．     

浅谈轨道、轨道能概念

(一)引言原子中电子运动在一定能量“轨道”上的置子化概念,对于理解物理学、化学中的许多现象帮助极大。在化学中,轨道、轨道能的概念常被用来阐明原子结构,解释元素的光谱、化学性质周期性变化的实验事实,估计元素的化学活泼性。纵观物理学、化学发展史,随着实验事实的不断发现,必然伴随着概念的引进和发展。轨道、轨道能这两个概念也不例外,在不同实验事实的基础上,建立了近似程度不同的模型,至使对同一事实产生了两种或几种深刻程度不同的解释。例如讨论原子构造理论时4s和3d能级的高低就是一个典型例子。我们曾多次收到有关询问该内容的问题,究其原因是对原子轨道、轨道能及其实验基础缺乏正确的理解,本文试图对原子轨道、轨道能量作一简短讨论。     

有机-无机杂化钙钛矿(C4H9NH3)2PbBr4的第一原理计算研究

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法研究了二维(C_4H_9NH_3)_2PbBr_4单层结构的晶体结构和电子结构特性;通过进一步分析其化学成键和轨道特性,研究了光吸收性质.此外,还研究了外加垂直电场对其电子结构的影响,结果表明这种材料存在明显的电场驱动能隙调制效应,半导体能隙在外电场大于0.45 V/A时关闭.     

鍵函數

一、引言现时应用量子力学研究分子结构的两个最常用的方法是电子配对法和分子轨道法。电子配对法过高地估计了电子的相斥性,而分子轨道法则过低地估计了电子的相斥性。Lennard-Jones曾经分析了分子轨道法单个行列式波函数,这种波函数虽然注意了相同自旋的电子的作用,但是没有注意不同自旋的电子的作用,而且相同自旋的电子的作用实际是由于考虑包里不相容原理得到的。他建议用两个电子的波函数φ_(nn)(xuxj)而不像分子轨道理论用单个电子的波函数。自化学的双电     

CO在Pt／Si和Pd／Si上的化学吸附

本文根据单电子化学吸附理论，利用格林函数方法和复能积分技术，研究了ＣＯ在Ｐｔ／Ｓｉ和Ｐｄ／Ｓｉ上的化学吸附。用ｓｐ杂化轨道模型描述衬底，用紧束缚的ｄ轨道模型描述金属。计算结果表明：（１）化学吸附能随Ｓｉ上金属的层数增加而单调下降；（２）Δε〈０ｅＶ的杂质效应表现为使化学吸附减弱；Δε〉０ｅＶ的杂质效应表现为杂质位于表面第一层时加强了化学吸附，杂质位于其它层时减弱了化学吸附。     

1—苯基杂氮硅三环的从头计算研究

本文用量子化学从头计算方法研究了１－苯基杂氮硅三环的电子结构和化学键。基集包括了硅原子的收缩的ＳＴＯ－３Ｇ的３ｄ轨道，研究结果表明：硅的３ｄ轨道对形成苯环与硅之间的σ，π相互作用和Ｎ→Ｓｉ配键均有重要贡献。     

苯并香豆素酯及其衍生物的电子结构与光谱性质的理论研究

采用密度泛函和单激发组态相互作用理论方法研究苯并香豆素酯及其衍生物的电子结构和光谱性质.结果发现,由于取代基的吸和给电子作用,含有吸电子取代基的苯并香豆素酯的HOMO-LUMO(最高占据轨道-最低空轨道)能隙、热稳定性和抗氧化性提高,而含有给电子取代基的苯并香豆素酯的HOMO-LUMO能隙、热稳定性和抗氧化性降低.在苯香豆素酯的苯环部分引入吸电子或给电子取代基均使吸收和荧光光谱发生红移.     

NbSin,NbSin+,NbSin-(n=1～6)团簇稳定性和电子结构特性的研究

目的研究NbSin,NbSin 以及NbSin-(n=1～6)团簇的稳定性和电子结构特性。方法基于从头算法框架下的密度泛函方法。结果对NbSin,NbSin 以及NbSin-(n=1～6)团簇的几何构型、总能量、分裂能、HOMO-LUMO能隙以及电子的自然布居和Mulliken布居进行了计算和分析。结论使NbSin(n=1～6)团簇失去一个电子或得到一个电子都会对其热力学稳定性和化学稳定性产生较大影响;在Nb和Si结合成键的过程中,Nb原子只在Si原子数较少时才失去电子,表现出金属性。在绝大多数团簇中,Nb原子的4d轨道都是接受电子的。