(TiO_2)_3团簇分子电致激发特性的密度泛函理论研究

采用密度泛函(DFT)B3LYP方法在6-311+G基组水平上优化得到了在分子轴方向加不同电场时(TiO2)3团簇分子的基态稳定构型、电偶极矩μ、分子的总能量等,研究了不同外电场下(TiO2)3团簇分子前9个激发态的激发能、跃迁波长等激发特性.分析发现:在有外电场的作用下,分子总能量随着外电场的增加而不断减小,偶极矩随外电场的增加而逐渐增大.其前线轨道的能量也随着外电场的增加而逐渐减小.此外,(TiO2)3团簇分子的激发能、激发波长和振子强度也受到了外电场的影响.     

硅苯-Cr(CO)_3配合物与H_2O的加成反应的计算研究

采用密度泛函理论方法,研究了硅苯-Cr(CO)_3配合物(R)与H_2O的1,2-及1,4-加成反应的微观机理和势能剖面,考察了H_2O分子数目、Si原子上的2,4,6-三甲基苯基(Mes)取代基及四氢呋喃溶剂对反应势能剖面的影响.结果表明,R可分别与H_2O的单聚体、二聚体及三聚体发生加成反应.R与H_2O二聚体的加成反应在动力学上比其与H_2O单聚体及三聚体的相应反应有利.Cr(CO)_3与硅苯形成配合物对硅苯与H_2O的加成反应的动力学性质影响较小,但在热力学上对反应非常不利,特别是对1,4-加成反应的影响更为显著.当Cr(CO)_3与硅苯形成配合物后,实验观察到的完全的位置选择性主要由热力学因素控制.Si原子上具有较大体积的Mes取代基对反应不利.四氢呋喃溶剂在热力学和动力学上均不利于R与H_2O的加成反应.     

Nd·(η~5-C_5H_5)_3·OC_4H_6的晶体结构

用X射线晶体结构分析方法测定了分子Nd·(η~5-C_5H_5)_3·OC_4H_6的晶体结构。晶体属于单斜晶系,空间群为P2_1/n,晶胞参数α=8.429(9)(?)、b=24.637(9)(?)、c=8.276(4)(?),β=101.52(5)°,Z=4,V=1683.8(?)~3,Dc=1.61g/cm~3,F(0,0,0)=812。用重原子方法确定结构并使用最小二乘法对1728个独立可观察行射点进行修正得到R=0.038,结果表明Nd—C(η~5)的平均键长是2.766(?)。整个分子可以用一个四面体描述,这个四面体是以三个碳五员环的中心和一个氧原子分别为顶点而形成的,Nd原子处于中心     

电场作用下金属串配合物[Ru_3(dpa)_4]L_2(L=Cl,C≡N,C≡CPh)结构的理论研究

用密度泛函理论BP86结合自然键轨道分析方法,研究了具有分子导线潜在应用的含二吡啶胺配体(dpa)的金属串配合物[Ru3(dpa)4]L2(1:L=Cl,2:C≡N,3:C≡CPh)的Ru—Ru,Ru—L键及其在电场作用下的结构变化规律,结果表明:(1)配合物基态均存在Ru6+3离域三重键,1中具有1个σ43和2个!43离域键,2中具有σ23,!53和δ53离域键,3中具有1个σ23和2个!53离域键.1的轴向配体形成Ru—Cl弱配位σ键,2和3中Ru与C≡N和C≡CPh(下文简写为CN和CCPh)除形成Ru—C配位σ键外,还具有Ru(dyz,dxz)→L(!*C-N或!*C-C)反馈!键,减弱了Ru—Ru离域!键.且2的CN中N的电负性较大,其反馈!键更强使Ru—Ru键最弱,故Ru—Ru距离为231.(2)电场作用下,低电势端的Ru—Ru和Ru—L键缩短,而高电势端的Ru—Ru和Ru—L键增长;轴向配体的负电荷向高电势端转移,而Ru的正电荷则向低电势端移动;高电势端Ru的自旋密度减小,而低电势端Ru和L的自旋密度增大.因3中CCPh共轭性强,故电荷密度和自旋密度对电场更敏感,有利于电子在分子轴的传输.1~3的前线分子轨道分布、能级和能隙在电场作用下均较稳定.在电场中前线轨道仍能保持金属轴的离域,有利于电子传输.(3)含更大的共轭轴向配体CCPh的3的HOMO-LUMO能隙小于具有相同自旋态的2,故3的导电性可能最好.     

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。     

氟化并五苯分子光谱和激发态的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算了氟化并五苯分子.在几何结构优化的基础上,对其进行频率分析得到了分子的红外光谱和拉曼光谱,并对谱线中的各峰值做了具体指认,同时得到了分子的HOMO-LUMO能隙2.02 eV,表明其是有机半导体材料.利用含时密度泛函理论(TDDFT)对其激发态计算,得到最低10个跃迁允许的单激发态,并分析了光谱的波长范围.     

配合物(AP)Ge(Ⅱ)的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31+G(d)方法优化得到了配合物(AP)Ge(Ⅱ)的几何结构;通过自然键轨道(NBO)分析,得到各原子的电荷分布;对配合物(AP)Ge(Ⅱ)的前线分子轨道进行了分析;通过振动分析得到红外(IR)谱图,并对计算得到的振动频率进行归属和解析;运用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法对该化合物的电子吸收光谱进行了计算.     

Pu(H_2O)_5~(3+)和Pu(H_2O)_5~(4+)团簇的相对论密度泛函研究

用TPSSTPSS密度泛函方法,Pu离子和H2O分子分别采用相对论有效原子实势(RECP)和6-31g基组,研究了Pu(H2O)53+和Pu(H2O)54+团簇溶剂化和非溶剂化效应中的几何结构及紫外可见吸收光谱.计算结果表明:水溶剂环境对Pu(H2O)53+及Pu(H2O)54+团簇的几何结构影响都比较明显.NBO电荷分析表明水分子与钚离子之间没有直接的电荷转移.所研究团簇的未配对电子都占据5f轨道.在气相及水溶剂环境下,所研究团簇的紫外可见吸收光谱存在较大差距.主要的吸收峰大都源于f电子之间的跃迁.     

二(吡啶-3-甲酸)铅(Ⅱ)金属配合物的密度泛函理论研究

标题化合物二(吡啶-3-甲酸)铅Ⅱ([PbⅡ(C5H4NCOO)2]在密度泛函B3LYP/LANL2DZ水平上进行了优化,计算结果显示此化合物具有V型的二配位几何构型.原子电荷分布分析显示,在形成此配合物的过程中,每一个吡啶-3-甲酸根负离子传递了-0.454 177 e电荷给铅离子.电子吸收光谱计算表明,在紫外区域存在两个吸收峰,它们对应于内配体π→π*电子跃迁及配体到金属的电荷转移跃迁(LMCT).标题化合物的部分热力学函数值也通过计算得到,并且得到了热力学函数与温度的相关关系.     

La(ClO_4)_3·3H_2O与18C6在乙醇中配合行为的研究

采用改进的半微量相平衡方法研究了La(ClO_4)_3·3H_2o—18c6—C_2H_5OH三元体系在25℃时的溶解度,测定了各饱和液相的检光率,结果表明有了三种化学计量的配合物(4La(ClO_4)_3·3(18C6)·12H_2O·9C_2H_5OH;La(ClO_4)_3·18C6·3H_2O·2C_2H_sOH和La(ClO_4)_3·2(18C6)·3H_2O·C_2H_5OH)生成。分离制备了两种配合物,经化学分析测定,确定了配合物的组成为La(ClO_4)_3·18C6·3H_2O与La(ClO_4)_3·2(18C6)·3H_2O;用IR,TG,DTG及电导对配合物进行了研究。     

CHx(x=0～4)在γ-Al2O3(110D)表面吸附的密度泛函研究

使用基于密度泛函理论(DFT)的Castep量子力学计算程序模块,对CHx(x=0～4)在γ-Al2O3(110D)表面吸附的位置,空间结构和能量进行了理论计算.计算结果表明,CHx(x=0～3)与表面形成强的相互作用.CH3,CH2物种处于表面八面体铝的正上方时,结构最为稳定;CH,C物种处在表面八面体铝和三配位氧的桥键位置时,体系的总能量最低.而CH4只与γ-Al2O3(110D)表面发生非常弱的相互作用,构成物理吸附.布居分析表明CHx(x=0～3)与表面作用时电子从表面向CHx转移.     

Ab initio与密度泛函理论研究BeC3异构体的结构与稳定性

采用密度泛函理论和CCSD（T）方法对各种BeCs异构体进行了研究,获得了各异构体的平衡构型,并计算了各自的振动频率和相对能量．结果表明,Be原子通过与环型C3分子中的2个碳原子发生侧配作用而形成的5s是基态异构体,而1s,6s和1t都具有与5s相近的能量,都是BeC3的稳定异构体．     

吡啶在Mo-Mo_2C(001)表面吸附的密度泛函理论研究

以量子化学理论为基础,以周期性平板模型为模拟表面,采用GGA/RPBE方法研究了吡啶分子在Mo_2C(001)表面的吸附特性.研究结果表明吡啶分子在Mo-Mo2C(001)表面上存在两种稳定的吸附构型:平行吸附和垂直吸附.其最稳定吸附构型为平行吸附.吸附能、几何结构参数及Mulliken电荷布局分析表明吡啶分子平行吸附情况下其环状结构受到了较大的影响,在后续的加氢过程中更为有利.而在垂直吸附情况下,吡啶分子在吸附前后的形变较小.     

Pu2O3晶体结构、弹性和电子性质的 密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波方法(FLAPW),在局域自旋密度近似(LSDA:local spin density approximation)和广义梯度近似(GGA:generalized gradient approximation)及LSDA/GGA+U下,系统研究了强关联5f电子体系Pu_2O_3的晶体结构,弹性参数,电子态密度和电荷密度.优化计算结果表明,LSDA+U的晶格参数a0和c/a与实验值吻合最好,同时也在不同的近似下计算了Pu_2O_3的弹性参数.与此同时,LSDA/GGA+U计算的态密度在费米能级处分别出现约1.8和2.2eV能隙,而LSDA/GGA的计算结果在费米能级处并无能隙,所以对Pu_2O_3的Pu-5f加U能使体系从导体转变为绝缘体,这与实验测定Pu_2O_3是绝缘性很好吻合.此外,电荷密度计算结果表明,与LSDA相比,LSDA+U计算的Pu-O间电荷密度增加且有明显的成键特征.     

均双核配合物Co(Ⅱ)-Co(Ⅱ)的密度泛函研究

用密度泛函方法,在ROB3LYP/SDD//ROB3LYP/LANL2MB水平上,对Co(Ⅱ)-Co(Ⅱ)均双核配合物进行了理论计算,优化得到了它的单、三重态的平衡几何构型,计算了它们的谐振动频率.结果表明:配合物分子的三重态比单重态稳定,电子自旋布居高度集中在两Co原子上,体系中存在较弱的自旋离域效应.配合物的磁轨道分析表明:体系的铁磁性耦合作用主要来自于d-π*-d反键的超交换作用.     

(H_3O)_2[Co(C_2N_2H_8)_3]_2[W_7O_(24)]结构和振动光谱的实验和理论研究

采用水热法合成了新化合物(H3O)2[Co(C2N2H8)3]2[W7O24],对其结构进行了红外光谱和X射线单晶衍射测定。通过密度泛函理论,对其红外光谱进行了计算,对吸收峰的振动模式进行了指认。结果显示,(H3O)2[Co(C2N2H8)3]2[W7O24]的红外光谱对溶剂十分敏感。     

稀土配合物Eu(TTA)_3(TPPO)_2的合成、表征及发光性质研究

制备了Eu(TTA)3(TPPO)2二元及三元稀土配合物,通过热重差热分析、红外光谱、紫外光谱和元素分析对配合物的组成、结构进行了表征.研究了配合物溶解性、热稳定性和TPPO第2配体加入对配合物发光性的影响.荧光光谱的研究表明,第2配体的加入能有效地增强铕离子发光强度,配合物具有良好的发光性能,在紫外光激发下显示出Eu3+的特征发射峰,发出很强的红色荧光,是一种有潜在应用前景的红光发光材料.     

甲醇在Ir(111)表面吸附的密度泛函理论研究

本文采用第一性原理和周期平板模型相结合的方法,对CH3OH分子在Ir(111)表面top,bridge,fcc和hcp位的吸附模型进行了构型优化,对体系的吸附能、O-H键、C-O键和-CH3键等振动频率进行了计算,并对电子态密度(DOS)进行了分析.计算结果表明top位是比较有利的吸附位,但是吸附能较小,吸附后甲醇分子构型未发生较明显的变化.通过对吸附前后甲醇分子振动频率分析,发现甲醇吸附后O-H键比C-O键红移大,说明甲醇解离时O-H键比C-O键活化程度高.通过DOS分析发现甲醇主要是π轨道参与了成键.     

(Th,Pa)O2和(U,Pa)O2的结构与性质的密度泛函研究

本文基于密度泛函理论的第一性原理,采用广义梯度近似的PBEsol+U方法计算了ThO2﹑PaO2﹑UO2﹑(Th, Pa)O2和(U, Pa)O2的结构、力学、电子和光学性质. 结构优化的结果表明PBEsol+U方法能对锕系氧化物ThO2﹑PaO2和UO2提供较好的晶格参数和力学参量. 计算ThO2﹑PaO2和UO2的晶格参数和带隙与实验值和相关理论值做了比较,且与实验值吻合较好. 同时,(Th, Pa)O2和(U, Pa)O2的晶格参数处于ThO2与UO2之间,同时预测(Th, Pa)O2和(U, Pa)O2的带隙也处于ThO2与UO2的带隙值之间. 电子性质计算表明PaO2和UO2是Mott绝缘体,而ThO2是电荷转移绝缘体,这些是和实验和理论结论是一致的. 而(Th, Pa)O2和(U, Pa)O2在费米能级附近的电子态有显著的自旋极化效应,且导带分别主要是Pa-5f和U-5f电子态占据. 最后,对比分析了这些体系的光学介电函数的实部和虚部以及光学参数.     

双核配合物[La_2(C_(10)H_8N_2O_4)_2(C_(10)H_9N_2O_4)_2(H_2O)_4]·3H_2O·C_6H_6的合成、晶体结构和生物活性

目的研究新合成的镧(Ⅲ)与N-(2-异丙酸)-邻羟基苯甲酰腙(C10H10N2O4,简称H2L)配合物的晶体结构及其生物活性。方法单晶培养用溶剂扩散法,结构用单晶衍射仪测试,生物活性用盆栽活体试验。结果得到了一个新的双核镧配合物的单晶,该晶体属三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数a=0.908 19(19)nm,b=1.233 2(3)nm,c=1.325 1 nm,α=104.157(4)°,β=99.312(4)°,γ=108.911(3)°,Z=2,Dc=2.038 g/cm3,μ=2.504 mm-1,F(000)=789,最终偏差因子R1=0.040 1,wR2=0.106 2,GOF=1.016。配合物对小麦条锈病菌和白菜黑斑菌有较好的抑制效果,并对作物具有助长作用。结论新芳酰腙镧配合物晶体的制得为配位化学、稀土化学增添了新的内容,其良好的生物活性为其在农业上的应用提供了依据。