4d过渡金属在L10-TiAl中占位的第一原理研究

采用第一原理赝势平面波方法研究了TiAl-X(X为4d过渡金属)超胞合金体系的几何、能量与电子结构。通过对Ti7Al8X与Ti8Al7X超胞的合金形成能的计算、比较与分析发现:合金化元素的外层电子数,特别是外层的d电子数对其在L10-TiAl合金中的占位有非常明显的影响,d电子数较少的前过渡金属Y,Zr,Nb和Mo主要优先占据Ti原子位,而d电子数较多甚至是满d壳层的Rh,Pd,Ag和Cd则主要优先占据Al原子位。而介于这两种情况中间的Tc和Ru合金化元素,表现出微弱的趋势,分别偏重占据Ti原子位和Al原子位。通过合金化元素价电子态密度图的变化,较好地解释了4d过渡金属在L10-TiAl合金中的占位规律。     

碱金属单质的奇异高压行为

碱金属元素单质(锂、钠、钾、铷和铯)的原子最外层只有一个近自由的s电子, 在常温和常压下碱金属单质具有简单的体心立方结构. 在压力的作用下, 碱金属原子间距减小, 电子轨道重叠程度增加, 导致电荷发生重新分布(如, s→p或s→d电荷的转移), 引起一系列复杂的结构相变发生(如长程无序非公度结构的形成). 伴随结构相变的发生, 碱金属单质的电子性质也发生了很大的变化, 比如锂和铯出现了超导电性, 更令人惊奇的是锂和钠在高压下还发生了有违传统高压理论的金属到绝缘体的转变. 文中总结了5种碱金属元素单质锂、钠、钾、铷和铯在高压下的丰富结构相变行为, 介绍了各种新型高压相结构, 分析了相变产生的物理机制, 阐述了锂和铯的高压超导电性, 并重点介绍了锂和钠的金属-绝缘体相变. 最后我们还展望了碱金属元素单质的未来高压研究的重点.     

不同大小的Co和Ni团簇性质的理论计算

在密度泛函理论的基础上 ,对不同大小的三个Ni和三个Co团簇的电子结构进行了全电子、全势场计算 ,得到了团簇的电子结构 .计算结果显示 ,钴、镍团簇的金属性和铁磁性不随团簇大小改变 .由于电荷转移现象 ,钴、镍团簇的最外层原子表现出正离子性 ,且各层原子的自旋磁矩从最外层到里层呈现大小交替变化现象 .团簇单原子平均磁矩随团簇大小的变化与实验结果符合     

谈几种常见无机酸的氧化性

在中学化学教学中,三酸即盐酸、硫酸和硝酸是讲述的重点,也是要学生全面掌握的基础知识之一。在教学中不少同志对浓硫酸、稀硝酸和浓硝酸具有氧化性,而盐酸、稀硫酸不具有氧化性等问题,在理解和掌握上有一定困难。下面就这方面问题谈谈自己的看法。严格来说,任何一种酸都具有氧化性,从酸与活泼金属的反应:M nH~ =M~(?) (n/2)H_2↑来看,金属原子在反应中失去电子,H在反应中获得电子,所以做为提供H~ 的酸,在此类反应中皆为氧化剂,表现了酸的氧化性。我们在中学教学中常说的酸的氧化性不是从H~ 被还原的角度来讲的,而是指酸分子的整体或酸根而言的。     

价电子的能量与元素性质的关系——介绍一种叙述元素性质与原子结构关系的新方法

无机化学一向把元素性质和原子结构间的关系归结为核电荷、原子半径和外电子层构型三个因素的影响。按此观点,同周期元素自左向右过渡时,由于核电荷数增大、原子半径减小和外层电子数增多,导致金属性减弱和非金属性增强;而在同一主族从上向下过渡时,核电荷增大、原子半径增大(外层电子数相同),但由于原子半径递变的影响占优势,使金属     

不同金属对硼球烯的修饰作用

系统研究了3类金属,包括碱金属(M=Li、Na、K)、碱土金属(M=Be、Mg、Ca)及部分过渡金属(M=Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au)修饰的B40的结构与稳定性,发现除Na和Ca是内嵌结构稳定以外,其余金属原子都倾向于形成外挂结构.随着金属原子数目的增多,Li,Na,K,Ag的平均结合能变化不大;而Be、Mg、Ca、Ni、Pd、Cu则与B40腰上的4个七元环作用能量上更有利,故当原子数目大于4时,平均结合能有所升高.Pt的原子数目升高到6时,B40笼子的主体已经严重变形.此外,随着金属原子数目增多,Ag原子有可能会团聚成金属团簇,Au不仅会形成小的Au团簇,还会改变B40的主体结构,从而形成更复杂的相结构.Bader电荷分析表明,碱金属和碱土金属与B40笼子的离子作用更强,而过渡金属原子则主要以共价作用或配位作用与B40相结合.该研究结果表明Ni有可能是稳定B40笼子的较好选择,其次是Pd.Ni、Pd的掺杂有可能帮助实验实现这一特殊硼球烯结构的制备.     

谈谈锂的还原性

金属的还原性与周期表的纵向並非完全一致,典型的碱金属就是一例。在周期表中锂是碱金属中最不活泼的元素,但是它的标准电极电势(E°)却最低,还原能力极强。无机化学统编教材中,根据能量守恒定律,利用Born—Haber循环,指出锂的离子水合能特别大,锂是具有低电势的主要原因,即反应:     

碱土金属类无机碱金属化合物的静态第一超极化率的理论研究（英文）

为设计品优的非线性光学材料,我们把两个碱土金属原子掺杂于(NH2CH3)4形成了碱土金属类无机碱金属化合物--Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca),和已被合成的Li(NH_2CH_3)_4Na类似,Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca)的外侧碱土金属的NBO电荷是负值,这说明它们展现出了良好的碱土金属类无机碱金属化合物特征。Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca)同时还具有相当大的静态第一超极化率(β0),其中最大值为657794(6.58×10~5)au(Be(NH_2CH_3)_4Be)。所有的具有碱土金属类无机碱金属化合物特征的Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg,和Ca)比具有无机碱金属化合物特征的Li(NH_2CH_3)_4M'(M'=Li,Na和K)有更大的β_0值。这些说明对于增加非线性光学响应来说,碱土金属原子掺杂是一种品优的方式。     

原子外层空轨道相对最稳定顺序及周期性规则

本文提出原子外层空轨道相对稳定性可作为电子填充的粗略判据;给出由中性原子轨道能数据直接导出原子外层轨道相对最稳定顺序的图表及周期性规则;用以简明、清晰、合理地推引解释元素基组态和解释元素周期律。提出在中心势场模型基础上推引全部元素基组态的方法。     

M@C40(M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca)的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论在B3LYP/6-31G*水平上对M@C40(M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca)进行计算研究,发现碱金属和碱土金属原子内嵌富勒烯C40在热力学上是稳定的,并随内嵌原子半径的增大,原子靠近碳笼中心,同时改变了碳笼的几何和电子结构,改变了氧化还原活性.稳定性从小到大的次序为:K@C40,Na@C40,Li@C40;Mg@C40,Be@C40,Ca@C40.     

电子间的推斥效应与核外电子排布

在一些教科书中,论述原子基态核外电子排布,往往是将Z个电子在不违背保里原理的前提下尽可能填入能量低的轨道,一般是按n+0.7l规则来判断各轨道能量的高低顺序。这样,从氢原子开始逐个增加核电荷,同时逐个地把电子按上述顺序“填充”到轨道上,于是就建造起周期表上全部元素的原子基态的核外电子排布,这虽然可帮助学生按原子序数写出周期表上大部分元素原子的能量最低的组态,但对于过渡元素及La系、Ac系元素来说,这种“填充”顺序与实验事实是有矛盾的。另外,原子的核外电     

原子势（Z／r） 与化学键离解能

本文发现了化学键的离解能与成键原子的原子势（Z／r)存在着一定的,联系，并导出了一个计算碱金属与碱土金属的卤化物及碱金属氢化物离解能的公式，用该公式计算了44种化合物的离解能，计算所得的离解数据与文献[6][7]值基本吻合。     

相对论性效应对元素化学性质的影响:第三过渡系元素

在讨论过渡元素化学性质时,一般都强调第二和第三过渡系同族元素性质的类似性,并把它归因于所谓镧系收缩,认为由于全满4f电子层的屏蔽作用不佳,作用于外层5d和6s电子上的有效核电荷较大,因而使第三过渡系元素的原子和离子发生收缩,以致与第二过渡系伺族元素的半径相近,化学性质类似。但是,在强调运两个过渡系性     

锡和铅的金属性究竟谁强些?

在中学化学或大学无机化学的教材中,在讨论主族元素性质变化规律时指出:在同一族里随着电子层数的增多,原子半径加大,核对外层电子的引力减小,使这些电子容易失去,因而使同一主族元素从上到下金属性增强。例如:     

碱金属原子光谱精细结构的相对强度

碱金属在化学元素周期表中的特殊位置和应用广泛性使人类对它颇感兴趣.碱金属原子的光谱在原子物理领域里也有十分重要的地位.本文讨论了影响碱金属原子光谱精细结构强度分布的主要因素:①原子在单位时间内从m能级跃迁到n能级的几率Amn;②处于热平衡时激发总能级m上的电子分布Nm;③每个光子能量hvmn.计算了碱金属光谱精细结构成分的相对强度,计算结果与实验符合得较好.     

关于硝酸还原产物的研讨

硝酸属一氧化性酸,但在一些大中教材中,只强调硝酸的氧化性而忽视硝酸的酸性,因此活泼金属跟硝酸作用在生成物的问题上时常存在一些含混说法,归纳起来有三种:1.活泼金属不能从硝酸中置换出氢气;2.活泼金属与不同浓度的硝酸反应,生成物是什     

碱金属及碱土金属元素性质的多元分析

通过对碱金属及碱土金属元素的键参数、拓扑指数与其物理化学性质的多元回归分析,得到了良好的结构与性质相关性.     

介绍两类新型络合剂

一、分类及命名向心配合体(ligands)具有与金属正离子(主要是碱金属和碱土金属的正离子)络合的能力。它可以分两大部份。第一部份是非环状的(Acyclic),其一般示意式可写成下列三种:     

有序Al-Li金属化合物的成键特征与电荷偏移

用余氏金属价键理论计算了Ｆｃｃ基有序Ａｌ－Ｌｉ金属间化合物的键参量和原子间成键的电荷偏移量。结果表明：要形成较强的Ａｌ－Ｌｉ键，Ａｌ原子将偏移部分共价电子给Ｌｉ原子用于共价成键，而这一过程中Ａｌ原子的外层电子状态并没有明显的改变。     

金属元素镁高压属性的第一性原理研究

通过第一性原理计算方法，研究了金属元素镁在高压下的电子属性。电子性质的计算指出，镁的三个高压结构体心立方（bcc）、面心立方（fcc）和简单六角（sh）都是金属相结构，但其金属性比常压结构六角密堆（hcp）弱；通过与镁常压电子结构比较可知，d带贡献的增加以及p-d杂化的增强可能是高压下镁金属性降低的一个原因。镁高压fcc和sh结构的电子局域函数（ELF）通过与常压hcp结构以及高压fcc、sh结构的ELF比较，发现镁的这两个高压结构的价电子被高度排挤到晶格间隙区域，这一特殊现象与其他碱金属和碱土金属元素锂、钠、钾以及钙相似。