取代苯基重氮盐—冠醚络合物的成键作用

报道一系列取代苯基重氮盐及其18-冠醚-6络合物的远红外光谱、~(13)C核磁共振和FAB-质谱,由主体和客体形成络合物前后的光谱变化和这类络合物质谱中表征[M-BF_4]~ 离子峰的相对丰度,结合取代基效应讨论络合物的成键状况,推测这类络合键除冠醚氧与重氮盐α-氮正电中心相互作用外,尚存在α-电子由重氮盐β-氮向冠醚氧转移的反馈作用。用Hückel分子轨道法对重氮盐各原子电荷密度分布计算的结果支持上述推论。     

金属串配合物[CoMCo(dpa)4(NCS)2](M=Co,Ni,Pd,Pt)结构和自旋过滤性质研究

应用密度泛函理论B3LYP方法对金属串配合物[CoMCo(dpa)4(NCS)2](1:M=Co, 2:M=Ni, 3:M=Pd, 4:M=Pt; dpa=dipyridylamide)的成键性质和自旋过滤效应进行了研究,结果表明:配合物1的基态为二重态,Co36+金属链形成三中心三电子键(2nb1*0);而配合物2~4的基态均为反铁磁耦合单重态(AF态),对应的最低能量高自旋态(HS态)分别为三重态、七重态和七重态,单电子分布在两端Co原子上,[CoMCo]6+链具有三中心四电子键(2nb1*1)。由分子轨道能级图和PDOS图分析得到配合物1~4均具有自旋过滤效应,电子传输通道主要为-自旋nb轨道,与费米能级的距离大小为1234。电场作用下,1~4的高电势端Co2―N4键增长而低电势端Co3―N7键缩短,Co―M平均键长略为缩短,Co―M键增强;电场作用下金属原子的自旋密度和电荷密度变化很小,电磁性质稳定;电场作用下nb轨道分布仍保持沿金属轴方向离域,LUMO-HOMO能隙减小,有利于电子输运。     

卤素桥接混合价含金属络合物中的对角与非对角电子—晶格耦合

本文研究准一维卤素桥接混合价含过渡金属络合物(HMMC's)中的对角和非对角电子—晶格耦合.利用Green函数方法首次计算了非对角电子—晶格耦合对极化子结合能的影响.结果表明,当同时包括对角和非对角耦合时,这种物质的基态将是电荷密度波(CDW)和键序波(BOW)共存,而以前的研究者都认为在这种物质中只存在电荷密度波(CDW).     

对苯二甲酸-锌配合物的几何体态与电子结构

基于密度泛函理论,使用自洽投影缀加平面波方法,计算了对苯二甲酸 锌配合物(MOF-5)的体态几何与电子结构。经理论预测MOF 5是一种直接能隙半导体,价带极大值(VBM) 与导带极小值(CBM)都位于位于G(0, 0, 0)点,其直接能隙约为3.17eV,间接能隙约为3.18eV。通过对优化后的MOF-5晶体结构的分析,发现MOF-5晶体结构中的苯环沿着对位方向受到拉伸,同时沿着垂直于对位方向受到压缩,说明成键过程中对苯二甲酸分子的苯环发生了一定的变形。同时对优化后的MOF-5晶体进行总态密度图、分波态密度图及Mulliken电荷分析,发现Zn—O1键的键能大于Zn—O2键,Zn原子的4p轨道有电子分布,即Zn的s、p和d轨道均参与了成键。     

MgO在外电场作用下的分子特性研究

在不同理论水平优化得到MgO分子的基态稳定构型,通过与实验值的比较,选取密度泛函B3LYP方法和6-311++g(d,p)基组对MgO在不同外电场(-0．015,-0.010,-0.005,0.005,0.010,0.015 a．u．)下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对MgO分子基态总能量、键长、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布及红外光谱的影响．结果表明,随着 Mg→O方向外电场的增加,分子键长、偶极矩和能隙递减,原子电荷也递减,总能量升高,频率及其红外强度递增;在外电场作用下,MgO基态分     

羰基絡合物和б——Л配鍵

一氧化碳和很多金属形成稳定的络合物,称为羰基络合物。例如Ni(co)_4、 Fe(co)5、Cr(co)_6、 W (co)_6、 V (co)_6、 Co_2(co)_8、Mn_2(co)_10等。本文从分子轨道论的观点出发,论述σ-π配键的形成,说明羰基络合物稳定的原因。根据分子轨道理论(Molecular orbital Theory),由两个原子轨道形成分子轨道如下图所示:     

过渡金属分子氮络合物的化学鍵理论(Ⅱ)——三核分子氮络合物中N_2的配位方式对络合物的稳定性及氮原子上电荷密度的影响

本文用HMO和图论方法计算了氮分子配位方式不同的三核分子氮络合物的稳定化能量、氮原子上的电荷及键序,并进行了比较。还同单、双核分子氮络合物进行了对比。发现氮原子上电荷密度的变化规律,三核与单、双核分子氮络合物基本相似。而稳定化能量的变化趋势却相反。从所获得的结果推测,生物固氮酶对氮分子的络合活化,很可能是既有端基配位,又有侧基配位,多核协同作用。     

烯丙醇与铜(Ⅰ)络合物的电子结构研究

测定了烯丙醇-铜(Ⅰ)络合物的红外光谱和紫外光谱。用EHM0半经验分子轨道计算法计算了该络合物的分子轨道能级和电荷分布。分析了轨道成份和络合前后π电荷及π键级变化。从而提出烯丙醇-铜(Ⅰ)络合物在催化合成烯丙基正丁基醚中可能的中间过程。     

无机化学教学中的电负性应用

电负性是原子结构的一个重要性质,应用电负性值可以判断化学键的极性,计算键的离子性。异核双原子分子的键能。本文用电负性数值解释过渡元素氧化态变化规律.利用成酸元素R及其氧的电负性计算含氧酸根离子的电负性及其组成原子上的局部电荷,根据局部电荷值判断含氧酸强度及其变化规律,从而揭示影响含氧酸强度的实质。此外用成酸元素最高氧化态的电负性讨论了VO_4~(3-).CrO_4~(2-).MnO_4~-的电荷迁移作用。     

四核链型M—Fe—S（M=Mo,W）原子簇化合物的成键特征

用MAD—SCC—EHMO法计算了3个4核链型M—Fe—S(M=Mo,W)原子簇化合物[Fe_2S_2(MoS_4)_2]~(4-)、[Fe_2S_2(MoS_2O_2)_2]~(4-)和[Fe_2S_2(WS_4)_2]~(4-)的电子结构,根据计算所得的分子轨道能级、轨道特征和Mulliken约化重叠集居等数据,对其成键性质进行了分析。指出了在簇合物的成簇过程中,由于电子从Fe原子转移到M原子,使得簇合物中M的表观氧化态低于碎片M_2S_2X_2~(2-)中M的表观氧化态,本文还根据Mulliken约化重叠集居和电荷密度变化的分析,给出簇合物电子的离域性顺序([Fe_2S_2(MoS_4)_2]~(4-)>[Fe_2S_2(MOS_2O_2)_2]~(4-)>[Fe_2S_2(WS_4)_2]~(4-))。     

电荷对FeHn±(n=0,1,2)分子离子的势能函数和能级的影响

用密度泛函B3lyp/6-311++g(d,p)方法对FeHn±(n=0,1,2)分子离子进行理论研究.结果表明:FeH,FeH+,FeH-均能稳定存在,FeH2+和FeH2-有亚稳定态存在,其基态电子态分别是: 4Δ(FeH),5∑(FeH+),5∑(FeH-),4∑(FeH2+)和6∑(FeH2-),FeH2+和FeH2-的势能函数呈明显的‘火山态'型,导出了相应的分子离子的解析势能函数、光谱数据和力常数,比较了四参数、八参数Murrell-Sorbie势和Zhu-Wang势对不稳定分子势能函数的拟合情况,指出了用八参数Murrell-Sorbie势对‘火山态'型势能函数的拟合也是合适的;同时讨论了电荷对势能函数和能级的影响.     

外电场作用下SH2分子特性研究

在不同理论水平优化得到SH2分子的基态稳定构型,通过基态能量比较,选取密度泛函B3P86方法和6-311++g(3df,3pd)基组对SH2在不同外电场下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对SH2分子基态总能量、键长、键角、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布的影响.结果表明,随着Z方向外电场的增加,键角、偶极矩和H原子电荷递增,总能量、能隙和S原子电荷递减.分子键长随着Z方向外电场绝对值的增加而增加.     

CO与HCN形成氢键的理论研究

用从头计算自洽场分子轨道法研究了氢键络合物 OC…HCN,根据能量梯度优化计算找出,这个络合物是直线形的。氢键键能为2.6千卡/摩尔(4—31G 基组)。在氢键键能中,静电和电荷迁移能是主要的,其中电荷迁移能的贡献比一般氢键要大,约占吸引能的40％。     

1-(2,3,4-三羟基苯亚甲基)-4-羟基氨基脲结构与性能的DFT研究

采用DFT方法在B3LYP／6-3lG水平上,对1-(2,3,4-三羟基苯亚甲基)-4-羟基氨基脲(THBMHNU)的电子结构进行了量子化学计算,给出了分子的几何构型和原子的净电荷值、键级和前沿分子轨道特征(组成、能级与轨道电子密度)等参数．初步探讨了分子的电子结构与抗癌活性间的关系,结果表明该分子整体呈非平面构型,仅具C1对称性;分子中除有-NHCONHOH药效团外,尚可能有一附加药效团-三羟基苯亚甲基;分子中的所有O原子及C2、C5原子等都很可能是与酶RR发生作用时的活性位点．     

并苯配体夹心体系Ti_n(n-acene)_2的分子结构及金属-金属键的理论研究

基于B88P86/ZORA-TZP理论方法,研究并苯配体夹心多金属体系。优化Ti_n(n-acene)_2(n=2,3,4)的各种可能的分子结构,并考虑电子多重度,讨论分子的稳定性。根据分子轨道特性和三重态下的自旋密度分布等,分析各稳定构型的电子结构。计算Ti—Ti原子间的Mayer、Wiberg、Nalewajski-Mrozek键级指数,并辅以NPA、AIM计算的钛原子电荷,着重讨论Ti—Ti原子间的成键情况。所有Ti_n(n-acene)_2(n=2,3,4)体系中相邻金属原子间的Ti—Ti键基本都为单键,部分情况具有双键特性。D_(2h)Ti_3(An)_2(Singlet)中三个钛原子间存在明显的电子离域特性。此类分子有望用于电子或自旋电子输运方面的材料开发。     

芘衍生物有机半导体分子的电荷传输性质

使用密度泛函理论在B3LYP/6-311++G**理论水平计算芘及其五个衍生物分子的电荷传输速率.结果显示:在芘分子中引入OH、CH_3O、F和C≡N、CH≡C不饱和键基团将影响电荷传输性能.引入具有不饱和键基团可以设计成有机半导体分子.五个衍生物分子中,引入C≡N的分子空穴传输速率最大,为4.511cm~2·V~(-1)·s~(-1).引入CH≡C的分子电子传输速率最大,为2.443cm~2·V~(-1)·s~(-1).     

齐分子噻吩乙炔的带电态研究

采用半经验Austin Model 1(AM1)方法,计算了齐分子噻吩乙炔带电态的几何结构性质,和中性态相比,由于一维电子-声子相互作用,带电态下其分子结构表现在C-C键长发生显著变化;不同的掺杂电荷方式和掺杂电荷的波函数是限制的波函数还是未限制的波函数,其分子结构的变化形式是不同的,相应地产生不同的元激发,即极化子或双极化子.     

甲烷在Ni(110)面吸附的密度泛函理论研究

采用广义梯度近似密度泛函理论方法(GGA/PW91),结合周期平板模型,研究了甲烷在Ni(110)面不同位置的吸附行为,找到最稳定的吸附方式,并对其稳定结构进行电荷和态密度分析.结果表明:甲烷在Ni(110)面24种吸附方式中,顶位T4的吸附能(4.59kJ/mol)最大,是最稳定的吸附方式,且为物理吸附;从C-H键长和CH4吸附前后的振动频率分析可知,C-H1或C-H4键易断裂;通过Mulliken电荷布居的分析可知,相对于吸附前,吸附后电子从被吸附物Ni的4s、4p轨道以及吸附物中C的2s、2p轨道转移给吸附物中H1或H4的1s轨道;能带结构和态密度分析表明,在-10~-5eV的能带区间出现了新峰,该能带由C的2p轨道、H的1s轨道以及Ni的4s、4p轨道构成,说明CH4在Ni(110)晶面吸附有相互作用.     

锂电池正极材料ε-VOPO_4的第一性原理计算

为了研究锂电池电极材料ε-VOPO_4在充放电过程中的电化学性能,利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,从锂的插层位置、形成能、能带结构、态密度及电荷布居分布等方面,对Li原子嵌入过程中,锂电池正极材料ε-VOPO_4的结构和电子性能进行研究.结果表明:Li原子在V-O八面体与P-O四面体之间的间隙能稳定存在且不会引起ε-VOPO_4结构发生明显变化. Li原子的嵌入会使结构的能带间隙从2.002 eV减小到0.895 eV,导电性增强. Li—O键的键能(-0.1e、-0.02e)接近0表明ε-Li_x(VOPO_4)_4(x=1,2)中Li原子与O原子间的相互作用很弱. Li在ε-Lix(VOPO_4)_4中的高离子性有利于Li在ε-VOPO_4化合物中可逆的嵌入和脱出.     

团簇Mo3S4的成键及电子性质

为研究团簇Mo3S4的成键作用及电子性质,以密度泛函理论为基础,在B3LYP水平上进行优化计算,得到8种稳定构型,其中单、三重态各4种.对键长、键级、电荷量以及电子自旋密度分布分析表明,各构型中成键强度由大到小为:金属-非金属键(Mo-S)>金属-金属键(Mo-Mo)>非金属-非金属键(S-S);其中Mo-S键作为稳定性的主要贡献者,具有较强的成键作用.团簇呈电中性,且电子均由Mo原子流向S原子,电子流动性的大小为:3(1)<4(3)<2(3)<2(1)<1(3)<1(1)<4(1)<3(3).构型1(3)的电子自旋密度图的对称性与重叠程度均优于其他三重态构型,由此说明构型1(3)的稳定性最好.