铝离子水分子团簇Al~(3+)(H_2O)_n(n=1～6)性质的理论研究

采用高水平的从头计算方法对铝离子水分子团簇Al3+(H2O)n(n=1～6)进行了几何构型的优化、能量和振动频率的计算.计算结果表明Al3+(H2O)n(n=1～6)的最稳定构型都是水分子直接结合于离子.随着团簇中水分子数的增加,R(Al3+—O)逐渐增长,总的结合能逐渐增大,连续结合能逐渐减小.团簇中,铝离子和水分子之间有明显的电荷转移,铝离子的极化作用导致O—H键伸缩振动向低波数方向移动,而对∠HOH的弯曲振动影响较小.     

水合锌（Ⅱ）离子团簇的量子化学研究

应用高水平的量子化学方法MP2/6-311＋＋G（2d,2p）//B3LYP/6-31＋＋G（d,p）,对气相中的[Zn（H2O）n]2＋（n=1-9）团簇进行研究,优化几何构型,计算了其最稳定构象的结合能及振动频率.结果表明,当n=1-6时,离子与第一水合层中氧原子的平均距离RZn-O逐渐变长;而当n=6-9时,RZn-O却逐渐变小.同时,随着配位水分子数的增加,连续结合能逐渐减小,Zn2＋及第一水合层中氢原子上的正电荷逐渐减小,而第一水合层氧原子上的负电荷变化不大,表明水合分子的电荷极化主要表现为从Zn2＋到H原子的电荷转移.     

(H2O)n团簇缔合特性研究

采用全势能线性Muffin-Tin轨道分子动力学方法(FP-LMTO-MD)找到了n(n≤4)个水分子缔合的基态结构,并对基态结构进行了理论分析,以及对水分子的缔合情况进行了预测,为下一步进行大量水分子缔合研究奠定基础.另外对水分子缔合后的空间构型进行了研究,发现它们的键能、键角、键长都有所变化,但基本的构型没有很大的改变.     

OH-(H2O)n(n=1～8)团簇的量子化学研究

分别在B3LYP/6-31++G(d,p)、MP2/6-31++G(d,p)、MP2/aug-cc-pVDZ水平下,对OH-(H2O)n(n=1～8)团簇进行结构、二阶稳定化能、结合能等性质的研究,并进行电荷性质讨论,分析了上述稳定构象下的电荷分布和电荷转移.计算结果表明:对于氢氧根离子水团簇的结构、电荷转移、二阶稳定化能、结合能等性质,3种方法的计算结果多数比较接近,且氢氧根离子水团簇的结构、电荷转移、二阶稳定化能都与氢氧根离子的氧原子的配位数有关.OH-与第一壳层水分子形成的平均氢键长R-O…H,随着OH-氧的配位数的增加而增加.对于水分子数相同的团簇,第一壳层的平均角度θ-H…O…H、氢氧根离子总电荷与第一壳层水分子平均电荷的乘积qOH-×q-FW、氢氧根离子的电荷转移量的绝对值|ΔqOH-|以及第一壳层的平均二阶稳定化能E-ave(O…H)随配位数的增加而减小.     

水合锌（Ⅱ）团簇Zn2+（H2O）n（n=10~12）的理论化学研究

应用高水平量子化学方法 MP2/6-311++G(2d,2p)//M062X/6-311+G(d,p)对气相中的Zn2+(H2O)n(n=10~12)团簇进行优化,获得其多种稳定结构,计算并比较不同Zn2+的配位数下的结合能及电荷分布.结果表明:当n=10~12时,Zn2+的配位数可以为4、5或6,其中最稳定结构的Zn2+配位数为5或6.随着水分子数的增加,体系最稳定结构的氢键数和离子与内层水分子中氧的距离RZn-O都在不断增加.     

ZrNi金属玻璃中ZrxNin-x(n≤6)团簇形成的量子化学研究

根据化学键理论与拓扑原理,设计了ＮｉｘＺｒ６－ｘ团簇的可能几何结构,并用从头算方法进行了构型优化,结果表明,小团簇Ｎｉ,Ｚｒｎ－ｘ（ｎ≤５）倾向于生成平面结构,而６原子团簇则是八面体或三棱柱构型更,在大部分情况下Ｚｒ原子把电荷转移ｉ原子。     

团簇离子FenPm+结构的量子化学研究

对激光等离子体反应生成的原子团簇 Ｆｅｎ Ｐｍ ＋ （ｎ＝ １～３, ｍ ＝ ２～１２）进行了量子化学从头算研究, 对可能的几何结构进行了试探性计算, 并对其中较稳定构型进行结构优化． 结果表明： Ｆｅ Ｐｍ ＋ 中, Ｆｅ 倾向与 Ｐ形成多配位磷化物． 其中 Ｆｅ Ｐ６＋ 较稳定． 同时, 铁与磷易形成多铁磷化物．讨论了 Ｆｅ２ Ｐ５＋ ～ Ｆｅ２ Ｐ８＋ , Ｆｅ３ Ｐ２＋ ～ Ｆｅ３ Ｐ１２＋ 不同构型对其稳定性的影响．     

NH3(H2 O)2氢键团簇稳定结构的理论研究

利用经验势与ab initio曲理论相结合的方法寻找团簇NH3(H2O)2的稳定结构.对由经验势所得的14个初始结构,进一步用I-IF、DFT和MP2理论,采用6-31 G(d,p)基组对它们进行几何优化,并在HF、DFI'和MP2理论水平下用6-311 G(2d,2p)基组对优化后得到的6种结构进行能量计算、频率分析,得到6种低能量的稳定结构.     

简单金属小团簇Aln（n=2～7）的磁性

使用自旋极化的密度泛函理论下的第一原理方法,对简单金属铝的小团簇Aln(n=2～7)的结构特性和磁性进行了理论计算.结果表明:团簇的结合能随着团簇中原子数的增加而增大;虽然Al是简单金属,但是其小团簇Aln(n=2～7)具有磁性,磁矩在1 μB和2 μB间变化;通过能级图分析了Aln团簇磁矩的变化规律.此外,还分析了Aln团簇的磁矩、结合能、能量的一阶和二阶差分随原子数n的变化,讨论了最稳定团簇Al5的电子结构和电荷密度.     

H+n(n=9,11,13)团簇离子的实验研究

报道了关于H9^ ,H11^ 和H13^ 团簇离子的实验研究结果，分析讨论了H9^ ，H11^ 和H13^ 团簇离子的形成和可能的分解途径。     

M（CH3 OH）1~4（M=Be2+/Mg2+/Ca2+）团簇的量子化学研究

应用量子化学方法 B3LYP/6-311+G(d,p),对气相团簇M(CH3OH)1~4(M=Be2+/Mg2+/Ca2+)的结构、能量进行计算,采用HF/STO-3G方法对电荷分布进行研究.结果表明,甲醇分子通过O原子配位于金属离子形成最稳定结构,金属与CH3OH中的O的距离由大到小为RCa-ORMg-ORBe-O,而结合能由大到小依次为Be2+Mg2+Ca2+.随着甲醇分子数n的增加,金属离子与O的距离RM-O逐渐增大,总结合能逐渐增大,连续结合能逐渐减小,金属离子所带的正电荷在逐渐减小,对于相同配位数n,Be2+的电荷转移量最大,Ca2+的电荷转移量最小;甲醇分子中各原子所得正电荷的大小顺序为H(-HO)H(-H3C)CO.     

Cs(NTO)·H2O配合物结构的量子化学研究

应用Gaussian98等软件,分别采用EHMO和CEP-31G、LanL2DZ等量子化学方法对[Cs(NTO)4·2(H2O)]3-结构单元进行能量和集居数计算,并对其进行了自然集居数分析.结果表明,在目标配合物中,Cs是以离子状态Cs 存在,它与周围的8个配位原子之间依靠静电吸引具有弱的成键作用.其中,2个H2O分子提供的配位氧原子与Cs的键能要弱于NTO-提供的氧原子和氮原子与Cs的键能,在配合物的热分解过程中首先脱去两个H2O分子,再进行NTO分解.理论计算与热分析实验结果一致.     

(Cl_2F)~ 结构和稳定性的量子化学从头计算和密度泛函理论研究

在 B3L YP,MP2 ,QCISD,QCISD(T) ,CCSD(T) ,CBS- Q,G2 (MP2 )和 G2的理论水平下 ,对 (Cl2 F) 的单重态和三重态进行了计算。结果表明 ,(Cl2 F) 的两种构型 (Cl FCl) (C2 V构型 )和 (Cl Cl F) (CS构型 )都有可能存在 ,且(Cl Cl F) 比 (Cl FCl) 更为稳定。     

草酸分子结构与性质的量子化学计算研究

采用量子化学的MP2,B3LYP,HF计算方法在6311 G水平上,对草酸可能存在的13种构型进行完全放开的全几何优化及振动频率分析,得到8种稳定构型和5种内转动过渡态构型.并对最稳定构型Ⅰ在MP2/6311 G水平上作了NBO和MO分析,讨论了C-C键对草酸稳定性的影响以及草酸的结构与性质之间的关系.     

钾霞石与白榴石对铝碳材料影响的量化从头算

应用量子化学从头算方法探讨了Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料的碱蚀产物－钾霞石与白榴石对Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料的物理，化学性能的影响机理，给出了合理的微观解释。研究表明，Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料在高温碱蚀条件下，其中的Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＯ２与Ｋ２Ｏ工Ｋ２ＣＯ３形成ＫＡｌＳｉＯ４及ＫＡｌＳｉ２Ｏ６Ｆ６。使原Ａｌ２Ｏ３中的原子间距增大，结构改变，原子间结合力大大下降。     

从头计算研究一氟甲烷二聚体的结构和能量

在ＭＰ２／６－３１１＋＋Ｇ（３ｄ，３ｐ）电子相关校正水平上，对一氟甲烷二聚体可能存在的构型进行全自由度能量梯度优化，发现有三种势能面上极小点的构型，对其中具有平面环状Ｃ２ｈ对称性的总量量最小的构型进行精确计算，研究结果支持了由光谱实验结果推测的结构。     

Li+/Be2+与DNA碱基和水相互作用的量子化学研究

采用量子化学方法 B3LYP/6-311+G(d,p)对气相中的Li+/Be2+与4种DNA碱基和水的相互作用进行研究,优化Li+/Be2+与碱基及水形成的复合物的几何结构,计算其结合能和电荷分布等.结果表明,Be2+与配体碱基及水的距离要比与Li+的距离小0.3左右;Be2+与其配体的结合能要远比与Li+的配合能大.随着水数目的增加,Li+/Be2+到配位原子的平均距离越来越大,但变化幅度较小.在复合物中,金属离子的正电荷主要转移到水中.     

氢原子与小镍团簇的结合及其对镍团簇磁性的影响

基于密度泛函理论,计算了复合物NinH(n≤6)的能量,得到Nin、H的最佳结合方式——H最可能和Nin(n=1,2)顶点结合,和Nin(n=3~6)最可能桥结合.讨论了H对Nin磁性的影响:结合H使Nin(n=1~2,5~6)的磁性变弱了;Nin(n=3,4)的磁性增强了.     

［Cu（H_2Y）（Ur）_2］（H_2O）的合成及光谱和热稳定性的研究

合成了［Ｃｕ（Ｈ２Ｙ）（Ｕｒ）２］（Ｈ２Ｏ）配合物，并对这个配合物的红外光谱和ＸＲＤ粉末衍射及热稳定性进行研究，提出了可能的结构模型。