内嵌富勒烯[M@C70] (M=Li, Na, K, Be, Mg, Ca)与[Mg(H2O)6]2+相互作用的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论方法, 对内嵌多种碱金属及碱土金属原子(M=Li, Na, K, Be, Mg, Ca)的富勒烯C70与水合Mg(II)离子之间的相互作用进行了理论研究. 首先对各原子(M=Li, Na, K, Be, Mg, Ca)嵌入C70后的形成能进行了讨论, 之后计算了[M@C70]各体系与[Mg(H2O)6]2+的相互作用能, 并采用自然键轨道理论(NBO)研究了电荷转移的情况, 最后进行了电子密度拓扑分析. 结果表明, 内嵌原子半径越大, [M@C70]各体系的热力学稳定性就越高, 转移至[Mg(H2O)6]2+的电荷也随之增加, 二者之间的相互作用属于闭壳层相互作用及共价作用.     

内嵌富勒烯[M@C_(70)](M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca)与[Mg(H_2O)_6]~(2+)相互作用的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论方法,对内嵌多种碱金属及碱土金属原子(M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca)的富勒烯C70与水合Mg(II)离子之间的相互作用进行了理论研究.首先对各原子(M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca)嵌入C70后的形成能进行了讨论,之后计算了[M@C70]各体系与[Mg(H_2O)6]2~+的相互作用能,并采用自然键轨道理论(NBO)研究了电荷转移的情况,最后进行了电子密度拓扑分析.结果表明,内嵌原子半径越大,[M@C70]各体系的热力学稳定性就越高,转移至[Mg(H_2O)6]2~+的电荷也随之增加,二者之间的相互作用属于闭壳层相互作用及共价作用.     

碱金属团簇(Li2F)nM (M=Li,Na, K; n=1, 2)结构、稳定性和红外光谱的理论研究

利用密度泛函理论B3LYP方法和6-311+G*全电子基组对(Li₂F)_nM (M=Li, Na, K; n=1, 2)团簇的几何结构进行了优化,确定了它们的基态结构,并对它们的化学稳定性、电子特性和红外光谱进行了理论研究。结果表明：(Li₂F)M (M=Li, Na, K)团簇具有相似的双三角基态结构,但是(Li₂F)₂M的基态结构则完全不同;(Li₂F)Li和(Li₂F)₂Na团簇具有较大的键能和HOMO-LUMO能隙,致使其具有较高的化学稳定性。通过轨道分析发现,这两个稳定团簇的HOMO和LUMO轨道都是由sp杂化而形成了σ键。同时,也发现(Li₂F)₂K团簇因具有较低的电离势(4.23 eV),可以考虑其为新型的超碱金属化合物。此外,模拟了(Li₂F)_nM团簇的红外振动特征峰,并对主要谱峰的振动模式进行了指认。     

M-RNA碱基复合物(M=Ca~+和Mg~+)特征振动的密度泛函理论分析

采用密度函数理论的B3LYP交换关联能泛函在6-311+G(2df,2p)基组水平上,优化计算了Ca+,Mg+与RNA碱基嘧啶各同分异构体形成稳定复合物的结构,发现其中C1M,T1M和U1M(M=Ca+和Mg+)为最稳定复合物,并对这些复合物红外振动进行了计算.计算结果显示碱基嘧啶单体主要存在的两个红外特征振动,是由环振动和环外氧原子及与其成键的环上碳原子之间产生伸缩振动引起的.当形成复合物时,由于离子的参与,使单体碱基分子的振动情况发生了改变,主要表现在离子倾向于与环外负电子原子N和O原子成键,使与离子直接作用环外原子参与的特征振动频率减小,谱线红移;不与离子直接作用环外原子引起的特征振动频率增大,谱线蓝移.     

类镍等电子系列离子M1,M2,E2禁戒跃迁特性的理论研究

利用基于全相对论框架下的多组态Dirac-Fock理论方法发展起来的程序包GRASP92和新发展的处理辐射跃迁过程的程序REOS99,计算了类镍等电子系列离子(Z=45-95)的基组态3s23p63d10 1S0以及低激发组态3s23p63d94l,3s23p53d104l和3s3p63d104 l(l=s,p,d,f)的能级及其向基态的M1,M2,E2禁戒跃迁概率.通过分析高离化类镍离子在特定的原子序数范围内由于存在能级交叉而产生的强组态相互作用,解释了高离化类镍离子禁戒跃迁概率的反常变化现象,探讨了禁戒跃迁概率受强组态相互作用影响而变化的一般规律.     

H2在Li掺杂Al6Si+上吸附的理论研究

本文利用密度泛函理论的B3LYP/6-31G(d, p)和组态相互作用的QCISD/6-31G(d, p)研究了Al6Si+和Al6SiLi+团簇的几何和电子结构及其对H2分子的吸附,两种不同方法计算的H2分子在团簇上的吸附能非常一致。H2分子在Al6Si+团簇上的吸附能仅为-0.018 eV,Al6Si+团簇中掺杂Li原子可以明显增强其对H2分子的吸附。Al6SiLi+团簇吸附一个H2分子的吸附能可以达到-0.157 eV,吸附五个H2分子的平均吸附能为-0.088 eV。态密度和自然键轨道分析表明,电荷从Li原子向Si原子转移,H2分子在带正电的Li离子产生的电场中发生极化,从而在静电相互作用下吸附在Li原子周围。     

同位素7Li和6Li 的性质殊异和应用

本文研究了同位素7Li和6Li在几个方面的性质差异。用相对论量子力学计算指出,6Li的电子能级7Li的能级低,同时,对电偶极E（1）和磁偶极M(1)的能级跃迁波长,6Li 的跃迁波长都要比7Li 的长。 非相对论量子力学方法（B3LYP/6-311G**）计算总的核自旋-自旋偶合常数 。由于7Li 和6Li 的核自旋大小不同,当其与其它原子偶合时所导致的偶合常数的差异, 是一种可能的分离同位素7Li/6Li 的方法的础。可以看出在磁场2万高斯和温度100-20 K之间 ,7Li的磁极化比6Li的约大13 倍。7Li 和6Li 的磁极化这种差异,也是一种可能的同位素7Li/6Li 的分离方法。     

同位素7Li和6Li 的性质殊异和应用

本文研究了同位素7Li和6Li在几个方面的性质差异。用相对论量子力学计算指出,6Li的电子能级7Li的能级低,同时,对电偶极E（1）和磁偶极M(1)的能级跃迁波长,6Li 的跃迁波长都要比7Li 的长。 非相对论量子力学方法（B3LYP/6-311G**）计算总的核自旋-自旋偶合常数 。由于7Li 和6Li 的核自旋大小不同,当其与其它原子偶合时所导致的偶合常数的差异, 是一种可能的分离同位素7Li/6Li 的方法的础。可以看出在磁场2万高斯和温度100-20 K之间 ,7Li的磁极化比6Li的约大13 倍。7Li 和6Li 的磁极化这种差异,也是一种可能的同位素7Li/6Li 的分离方法。     

NH3与MH(M=Li,Na)反应机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了NH3与MH(M=Li,Na)的放氢反应机理,在6-311G(2d,2p)基组水平上对反应物、中间体、过渡态及产物进行了全几何参数优化,频率分析和内禀反应坐标(IRC)计算证实了中间体和过渡态的正确性和相互连接关系。计算结果表明,NH3与MH(M=Li,Na)的反应均为单通道的氢取代反应,反应生成LiNH2(NaNH2)与H2。     

Co和稳定元素对Nd3(Fe,Co,M)29 (M=Ti,V,Cr) 化合物结构和磁性的影响

利用x射线衍射和磁测量研究了不同稳定元素Co以及Ti,V和Cr替代对Nd3Fe29-x-yCoxMy(M=Ti,V,Cr)化合物结构和磁性的影响.研究发现:每一个稳定元素都有一替代量极限,在此极限以内所有化合物均为Nd3(Fe,Ti)29型结构,A2/m空间群.不同稳定元素的溶解极限不同.Co的替代量与稳定元素有关,当以Cr作为稳定元素时,Cr的替代量随着Co含量的提高而提高,直到得到纯Co基3:29相化合物.Ti和V作为稳定元素时,Co原子的最大替代量分别为6.63和12.所有Nd3(Fe,Co,M)29(M=Ti,V,Cr)化合物在室温下均表现为平面各向异性.Nd3Fe26.8-xCoxV2.2的居里温度TC和饱和磁化强度Ms随着Co含量的增加而单调增加,自旋重取温度随Co含量增加而呈上升趋势,但在x=6处有一最小值,这可能与Co的择优占位有关;而Nd3Fe29-x-yCoxCry的居里温度和饱和磁化强度随着Co含量的增加先增加后降低,只在x=0和x=6处观察到自旋重取向现象.     

Rotational and vibrational relaxation of the NO3 - ion in molten binary systems (M,Ag)NO3 (M = Li,Na and K) by Raman spectroscopy

Polarized and depolarized Raman scattering spectra for the totally symmetric stretching υ₁ mode of nitrate ions (D_3h symmetry) in the molten binary systems (M1,Ag)NO₃(M1= Li, Na, and K) have been measured. Vibrational and rotational autocorrelation³ functions, C_v(t) and C_r(t), respectively, have been evaluated from Fourier transformation of the spectra. The shifts in the peak frequencies are deeply correlated with the polarizability of silver in these mixtures. The vibrational relaxation rate increases with increasing mole fraction of silver nitrate in (K,Ag)NO₃, but does not vary so much in (Li,Ag)NO₃ and (Na,Ag)NO₃. The vibrational relaxation time negatively deviates from additivity on the order of (Na,Ag)NO₃< (Li,Ag)NO₃< (K,Ag)NO₃. In the systems (Na,Ag)NO₃ and (K,Ag)NO₃ rotational relaxation time becomes slower with increasing concentration of AgNO₃. The Ag⁺ coordinating to several nitrate ions in these mixtures appreciably restricts the rotational motion of the nitrate ions. On the other hand, rotational motion becomes easier in the mixture system (Li,Ag)NO₃ mainly because the different preferential sites of the two cations coordinating to an NO₃ ^-ion, and partly because the exchange rates of these cations around the NO_-3 ^-ion are high.     

Structural and vibrational properties of C36 and its oligomers (C36) M = 2, 3, 4 by tight-binding molecular dynamics

Non-orthogonal tight-binding molecular-dynamics is employed to calculate structural and vibrational properties of C₃₆ and its oligomers (C₃₆) _{M = 2, 3, 4} . The lowest energy configuration of the C ₃₆ cage is confirmed to have D _6h symmetry. For the dimer, too, the D _2h structure reported in the literature is found. The vibrational spectrum is identified with the power spectrum of the displacement autocorrelation function. Additional vibrational properties are extracted from the dynamical matrix. For the monomer, fair agreement with available ab initio calculations is achieved, with comparatively smaller deviations in the Raman-frequencies than for published semi-empirical calculations. The features of the vibrational modes are correlated with the structural properties of the oligomers. Received 24 November 2000 and Received in final form 24 August 2001     

LiMBO3 : Dy3+材料的发光特性

采用固相法制备了LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料,并研究了材料的发光特性。LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料的发射光谱均呈多峰发射,对应于Ca,Sr,Ba,其主发射峰分别是Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2(484,486,486 nm),⁶H_13/2(577,578,578 nm)和⁶H_11/2(668,668,666 nm)跃迁。监测黄色发射峰时,所得激发光 谱峰值位置相同,主激发峰分别为331,368, 397,433,462,478 nm,对应Dy³⁺的⁶H_15/2→ ⁴D_7/2,⁶P_7/2,⁶M_21/2,⁴G_11/2,⁴I_15/2和⁶F_9/2跃迁。研究了敏化剂Ce³⁺及电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺对LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料发光强度的影响。结果显示:加入敏化剂Ce³⁺提高了材料的发光强度,发光强度最大处对应的Ce³⁺浓度为3%;加入电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺后,材料的发光强度也得到了明显提高,但发光强度最大处对应的Li⁺、Na⁺和K⁺浓度不同,依次为4%、4%和3%。     

Nb-O八面体离子在KLN晶体中的特征Raman峰和IR反射带

Ｎｂ┐Ｏ八面体离子在ＫＬＮ晶体中的特征Ｒａｍａｎ峰和ＩＲ反射带夏海瑞魏景谦王继扬于慧（山东大学物理系济南２５０１００）王凯旋赵壁英（北京大学理化所北京１００８７１）ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＲａｍａｎＰｅａｋｓａｎｄＩＲＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＢａｎｄ...     

A theory of vibrational frequency shifts revisited: application to dimers of LiH with the inert gases He,Ne, Ar and Kr

The objective of this paper is to contribute towards an understanding of the anomalous blue vibrational shifts that have been observed on forming some hydrogen bonds. It is shown that linear complexes of the LiH molecule with an inert gas atom Rg exhibit red or blue shifts of the LiH vibrational frequency depending upon whether Rg is attached to the Li or the H atom.

The shifts in the frequency of the Li–H vibration on forming the weakly bound linear complexes Li–H…Rg and H–Li…Rg (Rg?=?He, Ne, Ar, Kr) were determined by ab initio computations at the MP2/6-311++G(2d,?2p) level of theory. These frequency shifts were found to be in good agreement with predictions from a model based on perturbation theory and involving first and second derivatives U′ and U′′ of the interaction energy with respect to displacement of the Li–H bond length from its equilibrium value in the isolated molecule. Concentration of the Li–H vibrational motion in the light H atom causes U′ and U′′ to be dominated by repulsion in Li–H…Rg and by attraction in H–Li…Rg, producing blue and red shifts, respectively. The bond length changes on complexation are well predicted by U′.     

质谱和拉曼光谱对[M(H2O)n]+(M=Li,K)水合团簇的研究

采用质谱、拉曼光谱及理论计算对[M(H₂O)_n]+(M=Li,K)水合团簇进行了研究。质谱分析[M(H₂O)_n]+(M=Li,K)水合团簇的离子峰,推测其水溶液中最大水化数为12和13。采用拉曼光谱对浓度梯度相同的LiCl和KCl水溶液进行了讨论与比较,Li+和K+的水化作用导致~3 208 cm-1水结构拉曼峰发生了明显的变化,其中LiCl和KCl溶液的浓度分别在0~2.0和0~2.5 mol·L-1范围内,水化作用呈线性增强,浓度大于2.0和2.5 mol·L-1时,偏离线性关系,出现缔合。理论计算[M(H₂O)_n]+水合团簇结构和理论拉曼光谱表明,Li+,K+分别在n>4和n>6开始第二水化层,O-H伸缩振动频率发生了蓝移,氢键结构遭到了破坏,与实验结果一致。     

Novel non-covalent interactions involved with the Al13M cluster (M = Li,Na, K,Cu, Ag,Au)

The complexes of Al₁₃M cluster (M = Li, Na, K, Cu, Ag, Au) and Lewis bases NH₃, H₂O, C₆H₆, and HLi have been predicted and characterised. The results showed that the cluster Al₁₃M forms the alkali-bonding or coinage metal-bonding interaction through M with these Lewis bases. These complexes exhibit some similarities and differences in the structures, properties, and nature with conventional molecules. The formation of these interactions has a negligible or small effect on the structures of Al₁₃M. This study combines the cluster Al₁₃M with non-covalent interactions, which is of great importance in supramolecular chemistry.     

M2NO（M=Sc-Zn）团簇的基态结构、电子态和频率研究

基于密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法,计算并确定了M2NO（M=Sc-Zn）的基态结构、电子态和频率。计算结果和已有的相关实验或计算结果基本一致。随着元素周期表从左向右,基态结构M2NO的N-O伸缩振动频率逐渐增大,而N-O键长逐渐减小,NO与M2相互作用削弱了M-M键。     

M_2NO(M=Sc-Zn)团簇的基态结构、电子态和频率研究

基于密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,计算并确定了M_2NO(M=Sc-Zn)的基态结构、电子态和频率.计算结果和已有的相关实验或计算结果基本一致.随着元素周期表从左向右,基态结构M_2NO的N-O伸缩振动频率逐渐增大,而N-O键长逐渐减小,NO与M2相互作用削弱了M-M键.