H6M4(N2H2)3(M=Al,Ga)簇合物的结构、红外光谱和热力学性质研究

采用自洽场方法(HF)和密度泛函(DFT)的B3LYP方法,在6-31G*水平下,研究了H6M4(N2H2)3(a-M=Al,b-M=Ga) 簇合物的几何构型、电子结构、红外光谱及热力学性质.结果表明N-N键比肼中N-N键长,有进一步裂解的趋势.振动频率计算表明铝、镓的肼簇合物为基态稳定结构.     

密度泛函理论研究镉的二卤化合物分子的结构和振动频率

利用12种泛函,结合大基组aug-ccpvqz(-pp),系统地计算研究了镉的二卤化合物分子Cd X2(X=F,Cl,Br,I)的结构和振动频率,并与实验值进行对比。得到了相当高精度的关于Cd X2分子的结构和振动频率的理论结果,并评估了这12种泛函用于计算这4个分子的结构和性质的适用性。研究结果显示:对于Cd Br2分子,CAMB3LYP和PBE0泛函更适用于研究其结构和性质;对于Cd I2分子,CAMB3LYP,M052X和PBE0泛函更适用于研究其结构和性质;对于Cd F2分子,由于缺少键长的实验值,不下定论哪种泛函更适用于研究其结构和性质;对于Cd Cl2分子,一些泛函适用于计算其结构,而另一些泛函适用于计算其性质。但总体而言,CAMB3LYP和PBE0泛函的表现最为优秀。     

H6M4(N2H2)3(M=Al,Ga)簇合物的结构、红外光谱和热力学性质研究

采用自洽场方法(HF)和密度泛函(DFT)的B3LYP方法，在6-31G^*水平下，研究了H6M4(N2H2)3(a—M＝Al，b—M＝Ga)簇合物的几何构型、电子结构、红外光谱及热力学性质．结果表明：N—N键比肼中N—N键长，有进一步裂解的趋势．振动频率计算表明：铝、镓的肼簇合物为基态稳定结构．     

原子簇Ni_xB_2(x=1～4)局域结构和性质

为寻找更优良的催化剂,依据实验及相关文献设计了一系列的原子簇NixB2(x=1～4)模型,利用密度泛函(DFT)方法对所设计的构型进行理论计算,模拟非晶态合金Ni-B体系的局域结构;利用优化后的稳定构型,对其键级、键长、电子性质及催化性质进行分析。结果表明:在原有文献的基础上,本文得到了原子簇NixB2(x=1～4)更多的不同稳定构型。原子簇NixB2(x=1～4)结构的稳定性主要由Ni-B键提供,Ni-Ni键和B-B键起辅助作用。在优化出的NixB2(x=1～4)原子簇模型中,综合费米能级和态密度的研究,发现原子簇NixB2(x=1～4)态密度的最高峰都大致出现在相同的-3.8～-5.0eV能级范围内,与非晶态合金中组分的含量无关。在催化过程中,Ni3B2构型和Ni4B2构型具有良好的催化性质。     

Nbn、Con（n=2-4）纯簇及NbxCoy（x＋y≤4）混合簇的几何结构研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,选择LanL2DZ基组,对过渡金属Nbn、Con(n=2～4)纯簇及NbxCoy(x y≤4)混合簇的各种可能构型进行了优化,并计算了相应的能量、频率、键长,得到了它们的平衡几何结构.对这些结构的对称性和成键规律进行了分析,结果表明:小团簇的稳定几何构型倾向于平均配位数大的密堆积结构.     

Au－Si6－Au纳米结点电子输运行为的理论计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,对Si6原子链与两半无限Au(100)－3×3电极耦合构成纳米结点的电子输运行为进行了理论模拟,对结点在不同距离下的电导、结合能进行了计算,结果得到当两电极距离为2.219 nm时,结点结合能较大,结构比较稳定,此时Si－Si平均键长为0.213 nm,Si－Au键长为0.228 nm.对于稳定结构结点,平衡电导为1.093 G0,电子主要通过Si原子的px与py态电子形成的π键进行传输;在－1.2～1.2 V的电压范围内,Si原子链导体具有比较稳定的电导,表现出类似金属的导电特性,其I－V曲线近似为直线关系.     

“金属-Si原子链-金属”纳米结点电子输运性质的计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数,以5个Si原子构成的直线链,及其与2个半无限长Au(100)-3×3电极相连接构成的金属-原子链-金属"三明治"模型为研究对象,对该结构的纳米级结点的电子输运进行了计算.结果表明,在两极距离dz=1.95~2.39nm的拉伸过程中,结点电导值有数量级的变化.当dz=2.03nm时,结点的结合能最小(ΔE=-5.43eV),结点结构最稳定,原子链内部Si—Si键长平均值为0.216nm,此时结点的电导为0.44 G0(G0=2e2/h).Si原子的px与py轨道电子形成π键,构成了电子经过结点的主要传输通道;随着正负外偏电压的增大,电导减小,且成对称变化,其I-U曲线表现出非线性特征.     

高压下CrB_4的结构和电子性质的第一性原理计算（英文）

该论文对新合成超硬材料CrB_4的结构和电子性质从0~100GPa的压力范围内,采用密度泛函理论下的第一性原理计算进行了详细地理论研究.在零压力下的结果与现有的理论和实验值吻合得很好.计算了CrB_4的结构,键长,B-B、Cr-B键的Mulliken重叠布居,态密度(DOS)和PDOS等随压力的依赖,并进行了讨论.计算出的结构性质与压力的关系表明,结构参数和CrB_4共价键对压力不敏感,有力地支持了CrB_4化合物的高硬度是来自于B-B笼这一特点.     

1,10-林菲啰啉·双(O,O'-二(2-苯乙基)二硫代磷酸)合镍(Ⅱ)的合成与晶体结构(英文)

在石油醚和丙酮溶液中,配合物Ni[S2P(OCH2CH2PH)2]2与1,10-邻菲啰啉(phen)反应得到了绿色的氮碱加合物1,10-林菲啰啉.双(O,O-(二2-苯乙基)二硫代磷酸)合镍(Ⅱ),用元素分析、紫外-可见光谱、红外光谱、热分析和X-射线单晶衍射进行了表征。加合物属单斜晶系,P21/c空间群。晶胞参数为a=1.0987(9)nm,b=2.1432(9)nm,c=1.9025(5)nm,β=98.68(1)°,V=4.429(4)nm3,Z=4,Dc=1.370 Mg/m3,F(000)=1904,μ=0.743mm-1,可观测衍射点为3498,R=0.057,wR=0.1492(I(2σ(Ⅰ))。加合物为畸变八面体构型,配位原子来自于两个O,O'-二(2-苯乙基)二硫代磷酸根的4个硫原子和配体phen的2个氮原子。Ni-S键的键长在0.2474(2)-0.2505(17)nm范围内,Ni-N键的键长分别为0.2081(4)nm和0.2090(5)nm。因分子间存在π-π堆积、C-H…O和C-H…S氢键作用,加合物的晶体结构形成了一维链对和一维双链螺旋链。一维链对和一维双链螺旋链通过C-H…O氢键作用进一步延展为三维结构。     

聚丙烯腈PAN结构链的密度泛函理论研究

在HF/STO-3g基础上,利用密度泛函B3P86方法,选用6-311g基组,对聚丙烯腈PAN的结构链进行了理论研究.在结构优化方面,主链CC平均键长0.154 1 nm,属于sp3型杂化.支链CC平均键长0.146 0 nm.CN平均键长0.115 7 nm.电荷分布方面,计算得出,主链C原子带较强的负电荷,N原子带负电荷,相对较弱.H原子带较强的正电荷,是和N原子相连的C原子所带正电荷的3倍多.最后分析了结构链的振动模式.     

二金属簇PdM^＋（M=Cu，Ag）活化甲烷C—H键的密度泛函研究

采用密度泛函B3LYP方法计算了PdM+(M=Cu,Ag)+CH4→H2+[Pd(μ-CH2)M]+的反应机理.结果发现Pd原子很容易插入到CH4的C-H键中,产生中间体[MPd(CH3)H]+,此中间体在反应中是势能面上的稳定构型;它进一步反应,第二个C-H键被活化,产生分子-离子复合物[H2-Pd(CH2)M]+,其活化能较高(约175 kJ·mol-1),是整个反应的速率控制步骤.通过对反应物电子结构的分析,解释了对C-H键活化能垒的高低. 最后,计算结果与PtM+(M=Cu,Ag)+CH4体系进行了比较.     

多孔硅表面Si-OH结构的研究

建立了2×1的表面为Si-OH结构的多孔硅(Porous Silicon,PS)模型,在周期性边界条件下的K空间中,采用基于密度泛函理论广义梯度近似的平面波超软赝势方法,对Si-OH结构进行几何结构与电子结构的计算研究.通过分析优化后稳定的Si-OH结构,从理论上证实多孔硅的结构是完全不规则的,表面结构中两类Si-O键长值分别介于0.161-0.163 nm之间和0.168-0.170 nm之间,两类O-H键长值分别为0.097 nm和0.098-0.100 nm,角∠Si-O-H的值主要分布在109.0°-116.3°之间,角∠O-Si-O的值主要分布在96.2°-98.5°之间;最后通过电子局域函数ELF图分析了表面成键与表面电子分布特性.     

碳硅原子链电子输运性质的理论计算

以C-Si-C-Si直线原子链与Au(100)-3×3电极耦合所构成的纳米结点为研究对象,用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,对结点的电子输运进行了理论模拟.计算结果得到:当2电极距离为1.686 nm时,纳米结点体系总能量最低,结构最稳定,C-Si平均键长为0.166 nm,此时结点的透射系数为0.627,平衡电导为0.627 G_0,电子传输通道主要由碳、硅原子的p电子轨道形成的π键所构成;在电压为0～1.0 V时,纳米结点稳定结构的电导随着外偏压的增大而减小.     

双酚A与双酚B的结构与性质量化

利用量子化学密度泛函理论,采用B3LYP方法在6－311++G(d,p)水平上计算了双酚A的分子结构和电子结构.对双酚A的几何构型、键级、光谱、净电荷布居等进行分析,结合前线轨道理论研究了分子的稳定性和反应活性,同理推导了双酚B的相关性质.利用不同的计算方法研究2种分子的热力学性质,同时给出不同温度的热力学性质参数.     

掺钴氧化锌中氢原子结构稳定性和振动性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了掺钴氧化锌稀磁半导体中氢原子结构稳定性和振动性质.给出了氢各种可能存在的位置,并分析了其稳态及亚稳态几何位型,同时为实验研究提供了其对应的振动频率及O—H键长.基于氢原子具有轻的质量,在振动频率计算中考虑了非谐项的影响.     

锗杂硫烯酮及其相关分子的量子化学计算研究

使用ab initio(HF)和密度泛函法(B3LYP,B3P86),在6-311 G(d,p)和6-311 G(3df,2p)基组水平下,对锗杂硫烯酮及其相关分子进行了优化构型的量子化学计算.计算结果表明,标题物Ⅰ和Ⅲ为反式弯曲几何构型,Ⅱ和Ⅳ为弯曲几何构型.NB0分析表明,Ⅰ中Ge原子上有孤对电子,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中有弯曲弱σ键,该键有明显的π键性质,Ⅰ中有C(←=)O键,Ⅲ中有C(←=)S键.     

Zintl相化合物Sr_3Ga_2M_4(M=P,As)的电子结构和成键特征

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Zintl相Sr_3Ga_2M_4(M=P,As)的电子结构和成键特征.计算得到的晶格常数和实验符合得很好,确保了计算的准确性.相似的态密度表明两种化合物能带结构近似,Sr_3Ga_2P_4和Sr_3Ga_2As_4的带隙分别为0.99eV和0.74eV,价带顶最高点和最低点分别位于Γ点和X点说明材料为窄带隙间接半导体,满足对热电材料的带隙要求.利用电子局域函数分析其成键特性,晶体结构内部展现出共价键和离子键的共存,符合Zintl相材料成键特征,这种复杂的结构有利于材料的低热导率.对有效质量的分析和计算进一步表明材料具有潜在的热电特性.     

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.     

缺陷对单壁碳纳米管电子结构调制的第一性原理计算

用密度泛函理论计算不同浓度点空位缺陷对扶手型和锯齿型碳纳米管电子结构的调制, 并对其键长、 缺陷形成能、 带隙及电子态密度进行分析. 结果表明： 随着缺陷浓度的增加, 邻近碳原子间化学键键长减小, 扶手型碳纳米管带隙打开, 由金属性质变为半导体性质, 锯齿型碳纳米管带隙逐渐变小; 碳原子缺失使缺陷附近未成键的悬键电子局域在Fermi能级附近形成额外的电子态而改变了碳纳米管的电子结构.     

理论研究不对称团簇(HFBN_3)_n(n=1-6)的结构和稳定性（英文）

采用密度泛函理论方法研究不对称团簇(HFBN_3)_n(n=1-6)的结构和性质.对于n≥2的团簇,B-Nα键易形成,而B-B和Nα-Nα键不存在.讨论了几何参数随团簇尺寸n的变化规律.通过分析团簇平均结合能和二阶差分值,探讨其相对稳定性,发现团簇(HFBN_3)_3比其它团簇更稳定.计算IR谱有四个特征区.研究了团簇的热力学性质随温度T以及团簇尺寸n的变化趋势.室温下,由焓变可知单体1形成多聚体(2、3、4、5、6)在热力学上有利.