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.     

团簇CoMg_2B_2的结构稳定性、成键及电子性质研究

在B3LYP/Lan12dz水平下分别以二、四重态对团簇CoMg_2B_2存在的所有构型进行全参数优化。排除虚频和相同构型后,得出7种优化构型。其中,二重态构型4种,四重态构型3种。对团簇CoMg_2B_2分析后得到以下结论:构型1(2)和1(4)分别是二重态和四重态下最稳定结构;Mg-B键和Co-B键有较强的成键作用;不管是二重态构型还是四重态构型,Co-B键和B-B键的键级都有一定的拮抗作用;所有构型的电子都是由Mg原子流向Co原子和B原子;优化构型中电子流动性大小的排序为:4~((2))>3~((4))>2~((4))>3~((2))>1~((4))>1~((2))>2~((2))。     

单核和双核过渡金属羰基化合物及双核过渡金属羰基夹心化合物的理论研究

用量子化学理论方法研究了一系列过渡金属羰基化合物及第一长周期双核过渡金属羰基夹心化合物.根据理论研究结果,对一些早期有关过渡金属羰基化合物的实验结论提出了质疑,对一些同族过渡金属元素原子形成的羰基化合物的结构和成键规律进行了探讨;对第一长周期过渡金属双核羰基夹心化合物进行的理论研究表明,不饱和程度较高的V2 (CO)n...     

异核双原子卤化物分子键长的一个经验公式

本文给出了异核双原子卤化物分子键长与组成分子的原子的价层轨道平均 能[1]及元素在周期表中的位置的关系的方程，用该式计算了一些常见卤化物分子的键长，结果与实验数据颇为一致。     

团簇Mo3S4的成键及电子性质

为研究团簇Mo3S4的成键作用及电子性质,以密度泛函理论为基础,在B3LYP水平上进行优化计算,得到8种稳定构型,其中单、三重态各4种.对键长、键级、电荷量以及电子自旋密度分布分析表明,各构型中成键强度由大到小为:金属-非金属键(Mo-S)>金属-金属键(Mo-Mo)>非金属-非金属键(S-S);其中Mo-S键作为稳定性的主要贡献者,具有较强的成键作用.团簇呈电中性,且电子均由Mo原子流向S原子,电子流动性的大小为:3(1)<4(3)<2(3)<2(1)<1(3)<1(1)<4(1)<3(3).构型1(3)的电子自旋密度图的对称性与重叠程度均优于其他三重态构型,由此说明构型1(3)的稳定性最好.     

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.     

四聚甲基锂Li4(CH3)4的电子结构的量子化学研究

用Gaussian98W程序对四聚甲基锂Li4(CH3)4的电子结构作了量子化学计算,根据分子轨道能级、电子密度集居数分析、原子电荷、化学键键级等对Li4(CH3)4的缺电子多中心键的特点进行了理论解释.计算表明在Li4(CH3)4中每个碳原子与4个锂原子形成化学键,与一个距离较远的锂原子形成化学键的键级高于与3个距离较近的锂原子的键级,生成不对等的5中心2电子键(5c-2e);四聚甲基锂中Li-C键的平均键级是0.3749,平均键能为132.1kJ/mol.     

第二过渡金属双核卤化物从头算研究

采用 ab initio 有效核芯势(ECP)方法研究第二过渡金属双核卤化物的电子结构。首先讨论 ECP价基的准确性和可靠性,而后用其计算[M_2Cl_8]~(n-)体系(M=Mo、Tc、Ru、Rh)。结果表明:[Mo_2Cl_8]~(4-)如[Tc_2Cl_8]~(2-)的金属间存在四重键σ~2π~4δ~2,而其等电子体系[Ru_2Cl_8],[Rh_2Cl_8]~(2+),金属间键级为 0。同时还计算了[M_2X_9]~(3-)体系(M=Nb、Mo、Tc、Ru,X=Cl、Br),其电子结构表明:金属间除了 M-Cl-M 桥键联结外,还直接形成金属键。从 Nb?Ru,随原子序数增大金属键从双键变为单键,以至不成键。     

化学键函数问题 Ⅰ.杂化轨道理论

根据某些分子或离子的空间构型的对称性,用群论进行分析,知道在键函数中要用上f轨道.前人也从化学性质、磁化学等方面论证了在一些化合物中有f轨道成分,因此把造键函数的方法推广至f轨道.在群论方法中证明在MoSi_2、Ta_6Cl_(12)~(+6)及O_h、T_d等类型的八价键函数中有f轨道,并对配位数等于2-8的各类键函数进行了讨论,总结了前人工作,补充了f轨道.在最优键函数的推广中得到角度公式和键强度公式为5/2δcos~3θ+3/2γcos~2θ+(β-3/2δ)cosθ+α-r/2=0S=~2(1/2)+~2(1/3β)+~2(1/5γ)+~2(1/7δ)当δ=0时还原为前人所讨论过的公式(Hultgren,1932;唐敖庆、卢锡锟1950).角度公式是键角的三次方程,可以用来讨论包含三个键角的化合物的结构,并曾把公式应用到四方对棱柱型键上.应用矩障变换讨论了一般键函数的造法,作为方法的应用,造出了1F_7型键函数.最后讨论了UO_2~艹、IO_6~(-5)、 IF_7、MoSi_2等十二个化合物的结构,并根据电子排布推测了它们的磁性.     

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。     

磷,砷,锑和铋原子nd轨道在原子簇中的成键作用

对原子簇P_4,As_4,Sb_4,Sb_4~(2-)和Bi_4~(2-)中磷、砷、锑和铋原子的nd轨道参予成键作用进行了研究.通过对体系能量和在形成化学键的两原子间找到键子的几率的计算表明,磷、砷、锑和铋原子的nd轨道对这些原子簇中键的形成起着重要的作用.     

镧和钕胞嘧啶配合物的量子化学研究

用量子化学ＩＮＤＯ方法研究了Ｌａ和Ｎｄ胞嘧啶配合物的电子结构和化学键，结果表明稀土对配位键的主要贡献来自其５ｄ轨道，６ｓ、６ｐ次之，４ｆ轨道几乎不参与成键，配位键为共价性。胞嘧啶的成键作用不只限于配位原子，而是扩展到配体整体，电子向稀土中心迁移是依靠共轭作用。     

1-(2,3,4-三羟基苯亚甲基)-4-羟基氨基脲结构与性能的DFT研究

采用DFT方法在B3LYP／6-3lG水平上,对1-(2,3,4-三羟基苯亚甲基)-4-羟基氨基脲(THBMHNU)的电子结构进行了量子化学计算,给出了分子的几何构型和原子的净电荷值、键级和前沿分子轨道特征(组成、能级与轨道电子密度)等参数．初步探讨了分子的电子结构与抗癌活性间的关系,结果表明该分子整体呈非平面构型,仅具C1对称性;分子中除有-NHCONHOH药效团外,尚可能有一附加药效团-三羟基苯亚甲基;分子中的所有O原子及C2、C5原子等都很可能是与酶RR发生作用时的活性位点．     

杂多阴离子[P2Mo5O23]6-的稳定结构和电子性质DFT比较研究

运用量子化学密度泛函理论(DFT)的BP86,BP91,BLYP方法系统优化[P2Mo5O23]6-杂多阴离子几何结构,并对该杂多阴离子电子性质进行分析比较.计算结果表明:三种方法几何优化结果与实验数据均具有一致性,其中BP86方法计算结果与实验值最接近;最高占有轨道主要分布在与P原子相连的端氧和P-O-Mo键桥氧的p轨道上,最低空轨道主要集中在Mo原子的d轨道和部分O原子的p轨道上;所有Mo原子和P原子的正电荷都小于正常的氧化态,所有O原子的负电荷小于-2.     

聚乙炔的链端定域态

本文用格林函数研究了聚乙炔的链端附近的电子态.计算了链端为单键或双键时可能出现的链端定域态,其结果是:单键链端可形成链端定域态,其能级位于能隙中央,定域范围约为10个原子,实际上是一个链端孤子;双键链端则不存在这种定态域.     

MEHMO法计算F+H_2共线反应势能面

用改进的EHMO(MEHMO)法计算了F+H_2共线反应的势能面,本方法在H矩阵的对角元中引入了一项描述不同原子间排斥力的经验项,基组选用F原子的2p_(?)轨道和H原子的1s轨道,参数值B为0.64,在得到的势能面上,于R_(UH)~*=2.54 a.u.和P_(HH)~*=2.18a.u.处出现的位垒高度为15.72kJ/mo1.反应产物和作用物的能量差为-144.21kJ/mo1.本文所得结果与实验测定、从头计算法的结果一致。     

关于Dickson多项式的不动点问题

设,p>3是素数,证明了,当p(?)±1(mod5)或p(?)±1(mod7),且p(?)±1(mod8)或p≡11(mod30),等等,均存在有限域F_p上的d次置换多项式g_d(x,1),使其恰有5个不动点0,±1,±2,并由此提出一个猜想.此结果在运用置换多项式g_d(x,1)构造RSA公开密钥码体制的研究中,有重要意义.     

铜表面一氧化碳吸附的ab initio研究

用abinitio计算Cun-CO（n=l，2），考虑TCO与Cu2结合的端位（A）和桥位（B）两种构型，把计算的结果同实验数据比较，得到在铜表面的桥位吸附有利于CO的活化的结论。