晶体中过渡金属离子零场分裂参量的微观解释I:等效哈密顿理论(英文)

文献中已经提出了很多计算晶体中过渡金属离子零场分裂的微观理论 ,它们适用于不同对象 .证明了这些理论可以发展成一个统一的理论 ,称这个统一的理论为等效哈密顿理论 .若将自旋 轨道与自旋 自旋相互作用作为微扰 ,静电势与晶场势作为零级进行处理 ,其收敛情况很好 ,并且适用于所有过渡金属离子 (3dN ,N =2～ 8)以及所有对称 .在发展与建立等效哈密顿理论的过程中 ,还给出了各相互作用矩阵元的计算公式、等效哈密顿的表达式 ,自旋哈密顿的矩阵形式 ,以及各种对称下非零零场分裂参量等 ,这些表达式对于研究过渡金属离子零场分裂参量和光谱具有普遍适用的意义 .     

Na_2Z_nCl_4·3H_2O:M_n~(2+)的零场分裂随压力变化的迭加模型研究

本文使用迭加模型建立起了~6S(d~5) 态离子零场分裂 D 与 C_(3V)空间对称晶体结构间的关系。并用于计算 N_aZ_nCl_4·3H_2O:M_n~(2+)的零场分裂 D 随压力的变化,得到了 D 值随压力增加而增大是通过晶胞键长 R 和键角θ同时随压力改变而引起的结果,满意的解释了实验现象。     

Theoretical study of spin-orbit coupling and zero-field splitting in the spin-forbidden two-state reaction between cobaltacyclopentadiene and isocyanate

The two-state reaction mechanism of CpCo(C_4H_4)with isocyanate on the triplet and singlet potential energy surfaces has been investigated at the B3LYP level.A study is described for the computation of spin-orbit coupling of triplet state of the minimal energy crossing point(CP)with their singlet states and of the zerofield splitting(ZFS)parameters of the triplet states,including the full one-and two-electron terms of the BreitPauli Hamiltonian.There are two key crossing points along this two-state reaction pathway.The first crossing point—CP2 exists near~1B.The reacting system will change its spin multiplicity from the triplet state to the singlet state near this crossing region.Although the spin-orbit coupling interaction and ZFS D-tensor of the CP2 region are very strong,the reaction system will occur the reverse intersystem crossing from T_1 to S_0.Therefore,its spin-flip efficiency may be lower.The second crossing point,CP3will again change its spin multiplicity from the singlet state to the triplet state in the Co-Cr bond activation pathway,leading to a decrease in the barrier height of~1TS(CF)from19.5 to 9.5 kcal/mol(1cal=4.182 J),and the efficiency of intersystem crossing from S_0 to T_1 is high because the larger spin-orbit coupling(SOC)matrix elements will result in the overpopulations of the three sublevels of T_1(3.30×10~(-1),3.32×10~(-1),and 3.38×10~(-1),respectively).     

晶体中过渡金属离子零场分裂参量的微观解释Ⅰ:等效哈密顿理论

文献中已经提出了很多计算晶体中过渡金属离子零场分裂的微观理论，它们适用于不同对象。证明了这些理论可以发展成一个统一的理论，称这个统一的理论为等效哈密顿理论。若将自旋－轨道与自旋－自旋相互作用作为微扰，静电势与晶场势作为零级进行处理，其收敛情况很好，并且适用于所有过渡金属离子（3d^N,N=2～8）以及所有对称。在发展与建立等效哈密顿理论的过程中，还给出了各相互作用矩阵元的计算公式、等效哈密顿的表达式，自旋哈密顿的矩阵形式，以及各种对称下非零零场分裂参量等，这些表达式对于研究过渡金属离子零场分裂参量和光谱具有普遍适用的意义。     

AlCl3·6H2O晶体中Cr3+离子的ESR光谱的理论研究

研究了AlCl3·6H2O晶体中Cr3+离子的ESR光谱.计算结果(D=-0.032 64cm-1,g=1.970 9和△g=-0.00027)和实验值(D=-0.032 7(1)cm-1,g=1.977(1))符合得很好.还讨论了AlCl3·6H2O晶体中杂质Cr3+离子的局部结构.     

晶体中过渡金属离子零场分裂参量的微观解释II:微观机制与实例

讨论了晶体中过渡金属离子零场分裂产生的各种微观机制，并给出了多个实例。结果表明，过去工作通常忽略的自旋-自旋相互作用机制，以及自旋-轨道与自旋-自旋联合作用机制，在一些特殊情况下是不可忽略的。计算还表明：高激发态的贡献通常是重要的。