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。     

Zr(F~3)与2-丁炔分子自旋禁阻反应C—C,C—H键活化机理的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法研究了单重态和三重态势能面自旋禁阻反应Zr活化2-丁炔分子的C—C和C—H键的反应机理.通过自旋-轨道耦合的计算讨论了势能面交叉点和可能的自旋翻转过程.反应从基态三重态开始,在活化C—C键的反应过程中出现了自旋态的改变,使得过渡态3 T4g的活化能垒从-3.58降到-10.60kJ·mol-1.在MECP4处,单重态和三重态间的自旋-轨道耦合常数为146.10cm-1,反应发生有效的系间窜越,从三重态跃迁到单重态势能面,反应势垒有所下降.     

线性金属配合物Cr3(dpa)4Cl2及其氧化态的Cr—Cr键的理论研究

用密度泛函理论对具有分子导线潜在应用前景的线性金属配合物Cr3(dpa)4Cl2的对称构型1,非对称构型2及其氧化态[Cr3(dpa)4Cl2]+3进行理论计算,并结合自然键轨道理论对配合物1～3的CrCr键进行分析.结果表明:(1)中性构型1和2中只形成Cr36+的dz2轨道组成的三中心三电子键,电子由两端向中间的Cr离域,电子由中间向两端的Cr离域,电子的离域更显著.由于离域和dpa-配体的螺旋盘绕作用,Cr36+的轨道中dxz和dyz轨道成份较小且绕金属轴(Z轴)发生不同程度的旋转,难以重叠形成键.(2)氧化态3中,因配体的螺旋作用,Cr的dxy轨道绕Z轴发生不同程度旋转而无法有效重叠形成键,故CrCr短键只存在1个键和2个键的三重键.(3)中性分子的HOMO轨道为非键轨道,电子云集中在两端Cr上,两端的Cr(2的长键端的Cr)是失电子形成氧化态3的中心.     

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.     

3个联苯甲酰类配体的合成与晶体结构

合成得到3个新型联苯甲酰类配体C6H5N=CPh(C=O)Ph(L1)、2,6-(CH3)2C6H5N=CPh(C=O)Ph(L2)及2,6-(CH(CH3)2)2C6H5N=CPh(C=O)Ph(L3).利用红外光谱分析对其结构进行表征;并通过单晶XRD测定了配体L1、L2的晶体结构(CCDC No:860489&860490);元素分析进一步确定了配体L3的结构.     

[Ru(η5-C9H7){κ3(P,C,C)-PPh2(CH2CHCH2)}(PPh3)][PF6]异构化机制理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-31g**基组水平上研究了配合物[Ru(η5-C9H7){κ3(P,C,C)-PPh2(CH2CHCH2)}(PPh3)][PF6]的模型化合物[Ru(η5-C9H7){κ3(P,C,C)-PH2(CH2CHCH2)}(PH3)][PF6]的两个异构体1和2的相互转化机制.计算结果表明,从1到2活化能为11.81kcal/mol,1比2稳定,两者之间的能量差为4.63 kcal/mol.根据分子轨道对称性剖析了它们的相对稳定性.研究表明,异构体1比2稳定是由于1中的碳碳双键和金属之间能形成有效的反馈π键,增强了金属和碳碳双键之间的作用,而2中难以形成有效的反馈π键.     

CO、CH_3-N≡C插入C_p~＊W(NO)(CH_2SiMe_3)(η~3-CH_2CHCHMe)中W-C键的选择性理论研究

应用密度泛函理论计算,对CO、CH_3-N≡C插入C_p~*W(NO)(CH_2SiMe_3)(η~3-CH_2CHCHMe)中W-C键的选择性进行了理论研究.C_p~*W(NO)(CH_2SiMe_3)(η~3-CH_2CHCHMe)与CO反应时,CO选择性地插入W-CH_2SiMe_3键之间而不是W-CH_2CHCHMe键之间,研究结果表明,和与W相连的烯丙基碳原子相比,与W和Si相连的碳原子带有更多的负电荷,因而带正电的羰基碳原子更易进攻与W和Si相连的碳原子,合理的解释了实验事实.实验还证实,对于C_p~*W(NO)(CH_2SiMe_3)(η~3-CH_2CHCHMe)与CH_3-N≡C的反应,CH_3-N≡C选择性插入W-CH_2CHCHMe而不是W-CH_2SiMe_3,很显然插入的选择性与CO相比发生了逆转.研究发现导致的原因是,尽管CH_3-N≡C插入W-CH_2SiMe_3在动力学上仍然有利,但插入W-CH_2CHCHMe在热力学上有利,而且研究表明CH_3-N≡C的插入是一个热力学控制过程,正是这个热力学控制过程导致反应最终按CH_3-N≡C插入W-CH_2CHCHMe的方向进行,得到实验上得到的产物.     

双-(0，0′-二正丁基二硫代磷酸酯)合镍(Ⅱ)与氮碱加合反应的研究

本文报道了 Ni[(C_4H_9O)_2PS_2]_2与氮碱的加合反应,用光谱法测定了苯溶液中加合反应的平衡常数,在31℃时吡啶加合物的 K_1=33.1,β_2=7.94×10~3,联吡啶加合物的 K=2.51×10~6,用热重分析和 NMR 方法研究了加合物的热分解性质、磁性质和自旋密度分布.当 d~8低自旋的标题化合物与吡啶和正丁胺反应生成 d~8高自旋的加合物时,观察到了顺磁效应,未成对自旋密度离域到吡啶环和正丁胺上,导致各类质子共振向低场位移.未成对电子自旋密度通过σ键体系从 Ni(Ⅱ)离域到配体上.     

蔡斯盐及相关Pt(II)配合物中配位键的量子化学研究

在RHF/Lanl2DZ水平从头算的基础上对蔡斯盐及相关Pt(II)配合物PtCl3(X2Y4)-(X=C,Si;Y=H,F)的成键特征进行了细致的分析.用能级位移算符逐步剔除分子片空轨道能级的方法代替分子片轨道冻结,使KSM能量分解的耦合项得以消除.能量分析结果表明,PtCl-3与C2H4成键是由σ供键,σ反馈键与π反馈键组成的,σ供键占主要地位,σ供键与π反馈键的强度比是2.14,σ反馈键的强度大约是π反馈键的一半.PtCl-3与C2F4成键是由σ供键与π反馈键组成的,π反馈键占主要地位,σ供键与π反馈键的强度比是0.80.PtCl-3与Si2H4成键是由σ供键与π反馈键组成的,σ供键与π反馈键的强度比是3.39,σ供键占绝对主要地位.     

取代基和配体的负离子效应对(TPFC)Mn(Ⅴ)O轴向配位作用的影响

采用密度泛函理论(DFT)的BP86方法对系列β位取代的锰(Ⅴ)-氧咔咯(TPFC) Mn(Ⅴ) O配合物与咪唑的轴向配位作用,以及无β位取代的(TPFC) Mn(Ⅴ) O与4-甲基咪唑和吡咯的轴向配位性质进行理论研究.计算结果显示:β位取代基吸电子性质和轴向配体负离子效应均能缩短配位键长并增强结合能,显著增强(TPFC) Mn(Ⅴ) O配合物的轴向配位作用,其中轴向配体负离子效应影响更加显著.通过自然键轨道(NBO)分析发现,这2种效应加强(TPFC) Mn(Ⅴ) O轴向配位作用的主要因素:配位氮原子的孤对电子轨道LP(N)与Mn原子的孤对电子轨道LP(Mn,4s)和锰氧反键轨道σ*(Mn≡O)间形成较大的二级微扰稳定化能E(2).     

β-二酮二亚胺铝化合物的CO插入反应机理及其成键性质分析

采用ONIOM(B3LYP/6-31G(d):AM1)方法,对β-二酮二亚胺Al配合物LAl[η2-(CSiMe3)2](L=HC[(CMe)(NAr)]2,Ar=2,6-iPr2C6H3)和LAl[η2-(CPh)2](L=HC[(CMe)(NAr)]2,Ar=2,6-iPr2C6H3)的CO插入反应进行了理论研究,并在B3LYP/6-311G(d,p)水平上分析了反应物、过渡态和产物的键合特征。结果表明:反应活化能和前线分子轨道能级差较低,该插入过程易于进行;与过渡金属原子的酰基配合物不同,主族元素Al的酰基配合物中,Al原子与酰基碳原子之间不存在σ-π配键,而是Al的3s轨道与酰基C原子的sp2杂化轨道形成的电价配键,且Al的酰基配合物可能较过渡金属类似物有更高的化学活性。     

一种含多苯并咪唑配体的单核Zn(II)配合物的合成、Hirshfeld表面分析和量化计算研究(英文)

以多苯并咪唑配体(NTB)和ZnCl2为原料合成了一种新型单核金属配合物,[Zn(NTB)Cl]2·(ZnCl4)·4(CH3OH), (1).对化合物(1)进行紫外、红外吸收光谱、CHN元素分析和X-射线单晶衍射表征,结果表明：该化合物在三斜晶系P-1空间群结晶,晶胞参数a＝1.3874(2) nm,b＝1.4095(1) nm,c＝1.6214(2) nm;α＝86.440(3)°,β＝87.296(2)°,γ＝70.699(3)°,V＝2.9855(6) nm3;吸收系数μ＝1.520 mm－1,计算密度ρc＝1.504 mg·m－3,晶格中电子数F(000)＝1384,对于衍射强度I〉2σ(I)的9 770个可观测衍射点,残差因子R1＝0.0777, 权重残差因子wR2＝0.2068.晶体中堆积中,来自于两个配位阳离子[Zn(NTB)Cl]＋ 的各两个N—H…O和一个N—H…Cl氢键,以及来自于4个溶剂甲醇的O—H…Cl氢键作用将晶体结构中的各个组成离子连接起来形成复杂的三维网络结构.通过Hirshfeld表面分析对分子间作用进行讨论,表明化合物中分子间作用力主要来自于N—H…O氢键.通过密度泛函理论(DFT)RB3LYP/6-31G(d)方法对晶体结构中一个[Zn(NTB)Cl]＋单元进行了理论优化,并对其分子轨道、自然键轨道、mulliken电荷布局进行分析.Hirshfeld表面分析化合物堆积作用主要来自于N—H…O/Cl、O—H…Cl氢键作用,自然键轨道分析表明NTB三个—CH2—基团成键轨道与相邻的咪唑基的C—N反键轨道稳定化能较小,有利于配体形成Δ和Λ两周不同的空间构型,mulliken电荷布局表明三个苯并咪唑氮原子相连氢原子带有较强的正电荷(约0.28 a.u.),有利于氢键的形成.     

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。     

CH_3Cl…XC≡CM(X=Cl,Br;M=Be,Mg,Ca,Cu,Ag)中的弱化学键

运用密度泛函B3LYP方法,在cc-pVDZ和cc-pVDZ-PP基组水平上,研究了CH3Cl…XC≡CM(X=Cl,Br;M=Be,Mg,Ca,Cu,Ag)的弱键作用.计算结果表明:CH3Cl与XCCM间以静电作用结合,相互作用能与XCCM中的静电势的极大值VS,max相关,VS,max值越大,作用能也越大;M对VS,max值有较大的影响,M同主(副)族时,随着M原子序数的增加VS,max减小,当M相同时ClC≡CM的VS,max小于BrC≡CM中的VS,max.电子密度拓扑分析显示:除CH3Cl…XC≡CBe外,CH3Cl…XC≡CM中既有卤键作用,也有氢键作用.     

C-H键核自旋偶合常数和伸缩频率的最大键级杂化轨道研究

利用PM3级别上的最大重迭对称性分子轨道法和最大键级杂化轨道方法,计算了系列碳氢化合物的杂化轨道,拟合出了计算C—H键核自旋偶合常数和伸缩频率的简单关系式。研究了各种碳氢化合物中不同的C—H键核自旋偶合常数和伸缩频率。结果表明,碳氢化合物中的C—H核自旋偶合常数和伸缩频率主要取决于碳原子的轨道杂化作用,为从简单价键理论角度解释和计算1JCH和νCH提供了一种简便直观的方法。     

M_2Cl_4(PH_3)_4(M=Cr、Mo、W)分子的DFT计算

采用密度泛函理论(DFT)研究M_2Cl_4(PH_3)_4(M=Cr、Mo、W)分子,在D_(2d)对称约束下进行结构优化和能量解析,三种化合物的M—M键长分别是C—Cr1.737A,Mo—Mo2.157A,W—W2.286A.能量解析表明:E_(Cr—Cr)相似文献   

CO在Pt(111)表面吸附的从头算研究

本文在超胞近似和slab模型的基础上,采用广义梯度近似(GGA)下的RPBE(Revised Perdew-Burke-Ernzerhof)泛函对CO-Pt(111)体系进行了理论研究.对体系的吸附能、C-O键和C-Pt键的键长、CO的振动频率以及电子态密度(DOS)进行了计算和分析.结果表明,在0.25ML(mono-layer)的覆盖度下,CO在顶位(top)、桥位(bridge)、两个三重洞位(fcc和hcp)的吸附能非常接近,这说明CO在Pt(111)面比较容易扩散.在顶位,C-O键和C-Pt键的键长分别为1.16和1.85,CO的振动频率为2069cm-1.通过态密度分析表明,CO吸附在桥位和洞位时,其分子轨道3σ、4σ、1π、5σ轨道均参与成键,但是CO吸附在顶位时,仅有4σ、1π、5σ轨道参与成键,这可能与CO吸附在表面时和不同数目的Pt原子结合密切相关.     

8-羟基喹啉与ⅡB过渡金属离子配位选择性的理论研究(英文)

系统研究了8-羟基喹啉与ⅡB过渡金属离子配位选择性.结果显示,配体对Zn(Ⅱ)配位选择性最强,且去质子的8-羟基喹啉与Zn(Ⅱ)配位作用最强,作用能最高.由于LM(Ⅱ)配合物正的静电势显著降低,导致其与相应配体配位作用能大大降低.L3M(Ⅱ)配合物轨道分析表明N16与O17均是很好的配位位点,可以与金属离子的4s轨道以σ键结合.     

Mn(H_2O)_6~(2+)的几何构型讨论——用CNDO/2方法计算

用改进的CNDO/2方法对Mn(H_2O)_6~(2+)的几何构型进行了探讨。从总能量、配体场分裂、迁移自旋密度数据和π键形成的强度确定它应是属于Th点群.还应用了不同的基集轨道指数组以考查它们对计算结果的影响。     

(BN)2C4纳米管的电子态和电学性质

采用ROHF对(BN)2C4纳米管进行构型全优化,并用密度泛函理论的DFT/ROB3LYP方法计算了(BN)2C4纳米管的电子态分布.根据其前沿分子轨道能量数据、电子态分布曲线和成键电子云密度分布图形,研究讨论了掺入硼氮对碳纳米管导电性的影响,并与BNC2纳米管作了比较.结果表明:(BN)2C4纳米管具有掺杂窄带半导体...