2,6双[二-(吡啶-2-甲基)-氨甲基]-4-甲基苯酚桥连的双核铜配合物的磁性理论研究

采用密度泛函理论和对称性破损态方法,用反铁磁双核铜配合物[Cu_2(L~(Me)O—tmpa)(N_3)_2]ClO_4为研究对象,计算铜配合物的磁交换耦合常数,讨论不同基组和方法计算铜配合物交换耦合常数的精确度,计算所得耦合常数都为负值,表明Cu离子间存在反铁磁相互作用,与实验观察的情况一致.研究显示,两个Cu离子之间弱的反铁磁相互作用主要源于单占据分子轨道SOMOs的能量劈裂.     

以希夫碱1H—吡唑—3—羧酸为配体的铜配合物磁性理论研究

采用密度泛函理论结合对称性破损态方法,以希夫碱为配体的四核铜配合物[Cu4(L)4]·2MeOH·2H2O·DMF(L=希夫碱)为研究对象,选取其中邻近的双核铜为理论模型进行计算,分析不同密度泛函方法和基组对同一配合物磁耦合常数的影响效果.研究表明,4种混合密度泛函DFT方法(B3P86,B3LYP,B3PW91,PBE0)的计算值都与实验观察到的值-20.2cm-1相一致,其中用PBE0方法计算所得值最符合实验值;在PBE0的方法下,用不同基组(6-31G,SDD,LANL2DZ)进行计算,发现磁交换耦合常数Jab对基组有依赖性.研究结果表明,两个Cu(Ⅱ)离子之间的反铁磁作用主要源于单占据分子轨道SOMOS的能量劈裂和原子间轨道重叠.     

反铁磁性铜配合物密度泛函理论研究

应用密度泛函理论结合破损态方法对铜配合物(bmim)_2[Cu_3(μ_3-OH)(μ-Cl)(μ-pz)_3Cl_3](bmim+=1-丁基-3甲基咪唑阳离子,pz-=吡唑阴离子)磁性质进行理论研究.通过八种密度泛函方法(B3P86,B3LYP,PBE,PBE0,B3PW91,BP86,BLYP,M06)在五种基组(LANL2DZ,6-31G-SVP,TZVP-SVP,6-31G,SDD)水平下对该配合物磁耦合常数计算的结果表明,实验数据与实验值符号一致,其中在BP86//6-31G-SVP水平上所得的耦合常数值为-99.61cm~(-1),与实验数值(-98cm~(-1))符合程度最为接近,说明单占据轨道间的能量劈裂是配合物表现反铁磁性耦合的原因.     

AuPH_3-C≡C-C_6H_5与(AuPH_3-C≡C)_2(1,4-C_6H_4)_2配合物激发态性质的密度泛函研究

用密度泛函方法优化了AuPH3-C≡C-C6H5(a)与(AuPH3-C≡C)2(1,4-C6H4)2(b)配合物的基态几何结构,并用含时密度泛函方法计算得出配合物a与b在CH2Cl2溶液中的发光光谱,计算结果与实验值符合得很好.计算得出两种Au(Ⅰ)配合物的最低能量吸收光谱分别为295.2 nm和353.1 nm,均属于C(2p)→Au(6p)的电荷转移(LMCT)修饰下的pπ(-C≡C-、■)→pπ*(-C≡C-、■)跃迁本质,并伴有Au(5d)→Au(6p)的金属中心电荷转移(MCCT)性质.配合物b近似由两个配合物a相连接而成,配合物b的分子轨道也由配合物a的分子轨道组合而成.由于轨道组合中存在pπ*或pπ相互作用,配合物b的最低能量吸收谱线的波长大于配合物a的相应值.Au(Ⅰ)的修饰作用使分子轨道的密度分布更具有规律性,使分子的轨道跃迁更活跃.     

Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金结构与力学性质的第一性原理研究

运用以密度泛函理论为基础的投影缀加波方法,研究Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金不同相结构的总能、磁性和力学性质.结果表明,Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金的体心立方相(bcc相)的铁磁态能量最低,应为体系的基态.铁磁性的面心立方相(fcc相)具有高自旋和低自旋的特性,而反铁磁性的fcc相具有更低的能量,相对铁磁态更为稳定.弹性常数的计算表明,铁磁性fcc相的HS态和铁磁Fe_(14)Ni_2fcc相LS态在力学上不稳定,其他相均在力学上稳定.     

Zn(OH)_6~(4-)和Zn(H_2O)_6~(2 )系列配合物的电子结构

采用密度泛函理论(DFT)的B3PW91方法,在Lanl2dz、6-31G(d,p)、6-311 G(d,p)基组水平上对具有不同点群对称性的Zn(OH)46-及Zn(H2O)62 系列配合物的几何构型进行了全优化,并在B3PW91/6-311 G(d,p)水平上对前线轨道、振动频率等性质进行了分析。Zn(OH)64-系列配合物中具有D3d点群对称性的构型最稳定,Zn(H2O)26 系列配合物中具有Th点群对称性的构型最稳定。从体系能量角度考虑,Zn(OH)64-.6H2O体系比Zn(H2O)26 .6OH-体系稳定。通过振动分析得到的O—H键吸收峰在3816和1638cm-1位置处,Zn—O键的吸收峰在541和391cm-1位置处,与文献报道的实验数值相符,证明所采用的理论方法及基组适用于研究Zn(OH)64-和Zn(H2O)62 系列配合物的电子结构。     

Ni(Ⅱ)-(5-Br-PADAP)_2配合物的量子化学研究

应用半经验CNDO/2量子化学计算方法,对配体5-Br-PADAP和配合物Ni(Ⅱ)-(5-Br-PADAP)_2的分子结构进行了计算。5-Br-PADAP有两种结构模型能与Ni~(2+)离子形成配合物,Ni~(2+)与其中较稳定的构型形成配合物的可能性较大。计算结果表明在配合物分子中存在一个完全的共轭体系。中心离子的电荷分布表明d电子存在离域作用,配合物具有共价性。画出了前线轨道能级图并计算了其跃迁能。计算结果与电子光谱实测值相当吻合。     

氰根桥联配合物[{Cu(tmen)_2}_2W(CN)_8]_2[Cu(tmen)(H_2O)W(CN)_8]_2·16H_2O的晶体结构和磁性研究

在水溶液中使用[W(CN)8]3-、1,1,2,2-四甲基乙二胺(tmen)与Cu2+离子自组装合成了一个氰根桥联多核配合物[{Cu(tmen)2}2W(CN)8]2[Cu(tmen)(H2O)W(CN)8]2·16H2O(1).X-射线单晶衍射分析表明,配合物1包括氰根桥联的1个中心对称的正方形配位阴离子Cu2W22-和2个V字形配位阳离子Cu2W+,在阴、阳离子中氰根与Cu(Ⅱ)配位的位置分别为赤道平面和姜-泰勒轴方向.磁性研究表明配合物1内通过氰根传递的铁磁相互作用占主导地位,磁耦合常数为J=14.0 cm-1.     

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。     

C-P(Ⅲ)键核自旋耦合常数的理论研究

利用自然杂化轨道,以从头算级别的理论计算方法,选择较小基组STO-3G,研究了C-P(Ⅲ)键的核自旋耦合常数,并用三种化合物进行检验,理论计算值较好地与文献值相符合.     

配合物[Co(C_(11)H_(11)N_2S)_2(N_3)_2]_n的合成、晶体结构和磁性研究

以2-((吡啶-4-基硫基)甲基)吡啶和叠氮根为配体,采用常温挥发的方法合成了1个新的配合物[Co(C_(11)H_(11)N_2S)_2(N_3)_2]_n. X-单晶衍射测试结果表明该配合物结晶于三斜晶系Pī空间群.配合物中的相邻的Co(Ⅱ)通过N3-的双EE和双EO 2种桥联模式连接形成一维链状结构.一维链状之间通过丰富的氢键作用进一步形成三维超分子构型.变温磁化率测试表明该化合物金属中心之间是反铁磁相互作用.     

[(BCO)5]2M(M=Fe,Co,Ni)金属夹心化合物的结构

基于密度泛函理论B3LYP/6-311++G(d,p)方法,对(BCO)5与3d过渡金属离子Fe2+,Co2+,Ni2+形成的夹层配合物进行了稳定性与结构方面的计算研究.计算结果表明,与Cp-具有等瓣相似性的(BCO)5-可以形成类似于二茂化合物的夹层配合物.[(BCO)5]2M(M=Fe,co,Ni)的结合能小于相应Cp2M的结合能.对[(BCO)5]2Fe的电子结构进行了详细的分析,发现其前线轨道与Cp2Fe有着较大的不同.通过电子结构分析,很好地解释了为什么[(BCO)5]2Co的对称性是C2v,为什么[(BCO)5]2Ni是一个具有理想D5d对称性的三重态结构;三种标题化合物的结合能顺序为[(BCO)5]2Fe＞[(BCO)5]2Co＞[(BCO)5]2Ni.并给出了这一稳定性顺序的原因.     

配合物〔Ni(IDB)_2〕(ClO_4)_2·CH_3CH_2OH·H_2O的合成表征和性质

报道了含配体 N,N—二 (2 -苯并咪唑甲基 )亚胺 (简写为 IDB)的镍配合物〔Ni(IDB) 2 〕(Cl O4 ) 2 ·CH3 CH2 OH· H2 O( )的合成 ,对 ( )进行了元素分析、摩尔电导、紫外——可见光谱、红外光谱、自旋共振谱研究 ,推测配合物 ( )的中心离子镍 ( )为六配位的八面体结构。     

基于吡啶羧酸的苯基-甲基苯并咪唑Ir(Ⅲ)配合物的TDDFT研究

通过系统的使用密度泛函及含时密度泛函理论(DFT/TDDFT)结合6-31G*基组及赝势基组Lan L2DZ,采用B3LYP方法对一系列Ir(Ⅲ)配合物进行理论研究,包括电子结构以及光谱性质等.其中配合物Ir-(pmb)3为现有蓝光配合物分子,而Ir-(Rpmb)2pic则是我们理论设计所得配合物分子,对其分子结构、电子结构以及最低单重态吸收光谱的计算均处于DFT水平,基态与激发态分子结构优化是在DFT/TDDFT/B3LYP/LANL2DZ水平下完成.计算过程中显示,Ir-(pmb)3配合物的计算结果数据与实验值吻合,理论设计所得配合物的发光颜色处于纯蓝光区域.此外,通过数据分析可以看出,配合物主配体的改变和吸电子基团的引入能够引起HOMO-LUMO带隙的变化,进而影响到发光颜色.     

三乙四胺六乙酸双金属配合物Ni2Co(TTHA)·12H2O的合成、晶体结构及磁性表征

合成了一个三乙四胺六乙酸双金属配合物Ni2Co(TTHA)·12H2O(TTHA为三乙四胺六乙酸),通过X-射线衍射测得其晶体结构.该配合物属三斜晶系,Pi空间群,晶胞参数a=0.731 6(2)nm,b=0.862 4(2) nm,c=1.504 1(4)nm;α=73.38(2),β=83.97(2),γ=70.50(2)°.每个Ni2 与三乙四胺六乙酸的两个氮原子和三个羧酸根上的三个氧原子以及一个配位水分子配位构成八面体构型;另有一个Co2 与六个水配位,最后通过氢键将整个体系连接成为三维结构.该配合物的变温磁性测量表明螯合单元中Ni(Ⅱ)间存在着很强的反铁磁相互作用,拟合结果JNi-Ni=-141.64 cm-1,gNi=2.21,Co(Ⅱ)离子的自旋轨道偶合常数λ=-134.8 cm-1.     

单核Co(Ⅱ)配合物C18H14CoN4O2的密度泛函研究

用密度泛函理论,在ROB3LYP/LANL2MB水平上,对单核配合物C18H14CoN4O2进行了理论计算.探讨该配合物的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷、电子自旋布居规律及前线的一些分子轨道的组成特征,为该类配合物的合成及分子组装分析研究提供理论参考.     

铜(Ⅰ)、银(Ⅰ)氮氧自由基配合物磁构效应的理论研究

采用密度泛函结合对称性破损(DFT-BS)方法,研究了铜(I)、银(I)氮氧自由基配合物磁构效应.计算结果表明,在考察改变两个氮氧自由基二面角(θ)而引起磁交换偶合常数(J)的变化时发现,将AgⅠ和CuⅠ配合物中氮氧自由基的正交排列逐渐转为平行排列,最终都实现由铁磁性偶合转变为反铁磁性偶合,但转变的过程并不完全相同.分子轨道和自旋集居数分析都很好解释了计算结果.分析还表明,AgⅠ和CuⅠ两个结构相似的配合物,磁构效应之所以不同,实际上是由它们的磁偶合机理不同所导致的.     

含羟基中环二胺Ni(Ⅱ)配合物的磁化率研究

测定了两个含羟基中环二胺Ni(Ⅱ)配合物的变温磁化率，研究了Ni(Ⅱ)配合物的自旋特征和磁性．结果表明配合物分子间均存在反铁磁相互作用，配合物中Ni(Ⅱ)是高自旋，配合物的结构为八面体构型．     

含稀土钆异双核配合物磁耦合常数的密度泛函理论计算

采用DFT-BS方法在不同泛函和基组下计算了配合物LGdCu(N03)3的磁耦合常数,计算结果表明在PBEO/TZP水平下得到的计算值与实验值很接近,应用到其他含稀土钆的异双核配合物体系,得到的结果与实验值也较吻合,表明该方法可用于预测Gd-M配合物体系的磁学性质.     

叠氮桥联一维链状聚合物[Cu_2(N_3)_4(en)_2]_n的合成及结构和磁性的研究

由CuCl2、NaN3和乙二胺在水溶液中反应,合成了分子聚合物[Cu2(N3)4(en)2]n(1)(en=乙二胺),并通过X射线单晶衍射确定了其晶体结构.晶体结构属于单斜晶系,C2/c空间群,其晶胞参数为a=17.672(5)A°,b=6.397(4)A°,c=26.221(7)A°,β=100.089(5)°,Z=16.在配合物1中,Cu(1)和Cu(2)离子分别采取四配位的平面几何构型和变形的八面体几何构型,每个Cu(1)之间通过单个叠氮以1,3位方式桥联形成一维链状结构.磁性研究表明,在配合物1中,Cu(II)与Cu(II)离子之间表现为反铁磁相互作用.用哈密顿函数H=-2JSCuSFe对其χMT-T曲线进行了拟合,得到配合物1的朗日因子g=2.11,交换常数J=-0.87cm-1.