N2分子在UO(100)表面的吸附与解离

运用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)的VWN-BP方法结合周期性平板模型, 研究N2在UO(100)表面的吸附. 研究表明, N2平行吸附在UO(100)表面穴位为最稳定吸附构型, 吸附能为79.0 kJ·mol-1. Mulliken布居分析显示, N2获得电子. 吸附后, N—N伸缩振动频率发生红移, 波数在1770-2143 cm-1之间. 态密度分析表明, U原子将d、f电子转移至N2的2π轨道. 计算所得解离反应的能垒为266.9 kJ·mol-1.     

二环己基-18-冠-6异构体A与铀的萃取配合物的结构研究

二环己基-18-冠-6-异构体Δ(dcc)在盐酸体系中萃取UO2Cl2和UCl4时, 形成的配合物晶体的组成分别为(C20H36O6.H3O)2UO2Cl4.2C6H6(1)和(C20H36O6.H3O)2UCl6(2). 结构分析证实, 在1和2中, U(VI)和U(IV)均未与冠醚直接配位, 而是分别形成配阴离子四氯铀铣(II)和六氯化铀(II). 而配阳离子均由冠醚环的三个氧原子与H3^+O以较强的氢键键合, 将H3O^+稳定于冠醚环中, 成为配阳离子dcc.H3O^+. 由静电吸收及Van der Waals力形成稳定的晶体.     

第一性原理和热力学计算预测a-Al_2O_3中缺陷的稳定性

基于第一性原理中的密度泛函理论(DFT)和热力学计算方法,利用VASP软件包和GULP程序,计算了a-Al_2O_3晶体的能带结构,并考虑振动熵对晶体中本征点缺陷的形成能的贡献,预测了不同温度和氧分压条件下a-Al_2O_3晶体中点缺陷的稳定性.缺陷热力学跃迁能级的计算表明,Al_i是浅施主能级,V_(Al)(除2-/3-之外)都是浅受主能级,这些浅热力学跃迁能级在价态的转换上比较容易.通过分析振动熵随温度变化情况,考虑振动熵对缺陷形成能的贡献是必要的,它使铝填隙和氧填隙的缺陷形成能增大,氧空位和铝空位的缺陷形成能减小(尤其在高温条件下).本文讨论了以费米(Fermi)能级、温度和氧分压为函数变化的最稳定点缺陷三维分布图,以便更清晰、直观地掌握晶体中稳定点缺陷随Fermi能级、温度和氧分压变化的分布关系.     

N2分子在UO（100）表面的吸附与解离

运用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)的VWN-BP方法结合周期性平板模型,研究N2在UO(100)表面的吸附.研究表明,N2平行吸附在UO(100)表面穴位为最稳定吸附构型,吸附能为79.0 kJ·mol-1.Mulliken布居分析显示,N2获得电子.吸附后,N-N伸缩振动频率发生红移.波数在1770-2143 cm-1之间.态密度分析表明,U原子将df电子转移至N2的2π轨道.计算所得解离反应的能垒为266.9 kJ·mol-1.     

相对论赝势的从头计算法研究铀酰离子电子结构

用相对论赝势的从头算法研究了铀酰离子的几何构型和电子结构.得到了与实验数据较一致的键长、键角和IR振动频率.铀氧间以U5f与O2p相互作用为主,U6d与O2p间的键合较小;同时,U6p、U7s、U6d和Usd杂化轨道与O2s间也有强的相互作用.不同自旋多重度时对铀酰离子总能量计算结果表明,UO22+的基态为1∑g+的可能性更大.     

H2O和OH在UO(100)表面吸附的密度泛函研究

运用密度泛函理论中的广义梯度近似(GCA)的PW91方法结合周期性平板模型,研究了H2O分子和OH在UO(100)表面上的吸附.通过对不同吸附位的吸附能和几何结构参数的计算和比较发现:水分子在UO(100)表面的吸附为化学吸附,水分子平面与UO(100)表面夹角为15°的吸附构型最稳定,吸附能最大,近89 kJ·mol-1.对H2O吸附前后的态密度分析可知,H2O通过其O原子的P轨道与底物U原子的d轨道作用.本文还进一步探讨H2O在UO(100)表面的解离机理.     

C2v对称性簇Ru2N2的理论计算

采用密度泛函(B3LYP)方法计算了Ru2的部分低能电子组态，得到Ru2基态的电子谱项为7Δu，平衡核间距re=0.228 nm，振动频率ωe=338 cm－1，离解能De=1.92 eV. 同时计算了具有C2v对称性的Ru2N2簇中氮的活化情况，得到了各个优化几何构型下的键参数和体系能量.计算结果表明，氮氮键的活化程度由Ru2对氮起反馈作用的轨道数目决定.一般来说，氮氮键活化越强，体系能量越高，在相同的活化程度下，自旋多重度高的体系较稳定.     

H2O分子OH键振动能谱的代数计算

用U(2)代数模型,对H2O分子OH键的高激发振动能谱进行了理论计算,并与其它模型的计算相比较,结果表明,代数模型能以较小的标准偏差描述这一分子OH键的振动能谱.     

基态UC2分子的结构和势能函数

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法和相对论有效原子实势理论模型(RECP),对UC2分子可能的结构进行优化计算,得到UC2分子稳定构型为角形C-U-C(C2v);由微观可逆性原理,判断了UC2分子的离解极限;并且导出了基态UC2分子(X 5B1)的多体项展式势能函数,其势能面等值图展现了C-U-C(C2v)稳定结构;根据势能面等值图,讨论了C+UC(X 3П)反应和U+C2(X 1∑+g)反应的势能面静态特征.     

CTAB对四磺酸基酞菁钴与Na2S反应的影响

研究了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对四磺酸基酞菁钴(CoTsPc)与Na₂S反应的影响，发现在CTAB存在下CoTsPc与Na₂S更易发生氧化还原反应生成轴向配合物HSCo(I)TsPc. 讨论了CTAB对该反应的作用机理. 采用多波长、双系数法解析反应平衡混合物的紫外吸收光谱，计算了该反应生成物的组成和反应的平衡常数. 从温度对反应平衡常数影响，得到了该反应的热力学数据. 在CTAB浓度为8.36×10^-3 mol•L^-1及303 K时，反应的ΔGΘ、ΔHΘ和ΔSΘ分别为－17.28 kJ•mol^-1、84.1 kJ•mol^-1 和335 J•mol^-1•K^-1.     

超临界CO2钝化金属铀的理论研究

The present work is devoted to examine the passivation effect of metallic uraniu by supercritical fluid CO2, which is the most significant. The structure and thermodynamic properties of UC, C, UO2 and supercritical fluid CO2 have been calculated, based on which following simultaneous reactions have been examined using chemical equilibrium theory. The results indicate that the △G° for U(α)+CO2(g)UO2(s)+C(Graphite) reaction is -149.8～-632.0 kJ, △G° for 2U(α)+CO2(g)UO2(s)+UC(s) reaction is -725.1～-730.2 kJ, and both △G＜０ and equilibrium closely approach products. It is also well known that the supercritical fluid is quite active in kinetics, and therefore the product compounds UC, C and UO2 would be quite stable. After the calculated molar tatio of UC, C and UO2, the stoichiometric ratio of elements is UC0.65±0.01O1.30±0.01, which would be useful for XPS observation.     

钇二氢化反应热力学函数的研究

用密度泛函方法B3LYP/SDD/6-311＋＋G**计算了YH₂的微观性质. 并用分子总能量中的振动能E_v代替固态能量0705212, 振动熵S_Ev代替固态熵的近似方法, 以及考虑到电子能量的变化, 计算了固态YH₂(D, T)的焓H和熵S, 得到不同温度下Y与H₂, D₂, T₂反应的ΔH^⊖, ΔS^⊖, ΔG^⊖及氢化反应平衡压力, 导出了与温度的依赖关系. 计算结果表明, YH₂(s)的生成热为199.25 kJ•mol^－1, 与实验值210.00及 225.94 kJ•mol^－1非常接近, 说明近似方法的正确性.     

PuC2 气态分子的结构与热力学稳定性研究

在相对论有效原子实势近似下,用密度泛函B3LYP方法,求得PuC2气态分子的结构与不同温度下的热力学函数.根据热力学原理,计算得到PuC2气态分子在不同温度下的标准生成自由能变均为较大正值,据此说明, PuC2气态分子不具有热力学稳定性.     

N2在Pd金属表面的吸附行为

对Pd原子采用相对论有效原子实势(RECP/SDD), N原子采用AUG-cc-pVTZ基函数, 利用B3LYP方法计算了PdN和PdN2分子的微观结构以及不同温度下的热力学函数. 以气态分子总能量中的振动能EV代替该分子处于固态时的振动能量, 以电子运动和振动运动熵SEV代替分子处于固态的熵的近似方法, 计算了不同温度下金属Pd与N2反应的ΔHӨ、ΔSӨ、ΔGӨ及氮化反应平衡压力, 导出了氮化反应平衡压力与温度的关系. 由此可看出, 在常压及298.15～998.15 K温度条件下, N2在金属Pd表面的吸附过程以Pd(s) + N2 = PdN2(s)反应进行. 计算得出在标准条件下, PdN(s)的生成焓为254.37 kJ·mol-1, PdN2(s)的生成焓为－80.59 kJ·mol-1. 并与Pd氢化反应平衡压力比较, 得到平衡常数Kp(N2)比Kp(H2)约小两个数量级, 说明N2较难被金属Pd表面吸附, 在热力学上有利于氢置换氮.     

LSmn系列表面化学性质与胶束化作用

通过表面张力的测定, 研究了十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚(LSmn)系列表面活性剂LS36、LS45、LS54在溶液表面吸附和形成胶束的热力学函数随温度的变化. 给出了它们在水溶液中的二组分相图.结果表明, LS36、LS45、LS54的表面活性都较高. 在25～50 ℃范围内, 临界胶束浓度(cmc)和平衡表面张力分别在4.44×10－6～17.3×10－6 mol•L－1和30.1～33.5 mN•m－1之间, 表面吸附和形成胶束的自由能分别在－40.0～－49.5 kJ•mol－1和－27.2～－33.1 kJ•mol－1之间.不论是在溶液表面吸附还是形成胶束均为熵驱动过程.其中LS36由于含具有亲水能力较强的聚氧乙烯基团(EO)成分较低, 因此不论其浊点还是其表面吸附和形成胶束的热力学函数均与LS45、LS54具有较大差异.     

新型手性双核Salen锰（III）配合物对咪唑、吡啶类客体的分子识别研究

合成并表征了新型手性双核Salen配体1及其锰（III）配合物2（主体2）。用 紫外-可见光谱滴定法研究了主体2与四种咪唑类、四种吡啶类客体在CHCl_3中的分 子识别行为。实验结果表明：对咪唑客体的缔合常数按K（Im） > K (2 - Melm) > K (N-MeIm) > K (EtMelm)顺序递减；吡啶类顺序为K （PyO） > K (4-PhPyO) > K (DMAP) > K(Py)，配位数n值均为2。测定了识别过程的Δ_rH_m，Δ_rS_m， 发现此类反应为放热、熵减小的过程，反应体系中存在焓熵补偿关系。与单核的 Salen锰（III）配合物3（主体3）进行比较，除EtMeIm与3的配位数为1外，其他唑 类客全的配位数均为2。就与客体的缔合能力而言，主体2比3大。用圆二色光谱（ CD）研究了主-客体的分子识别行为。     

CoH生成热力学函数的量子力学计算

用B3LYP/SDD密度泛函方法计算了CoH的微观性质、CoH(g)、CoD(g)和CoT(g)的能量(E)和熵(S),进而计算Co与H2、D2、T2反应的△H(-)、△G(-)、△S(-).CoH分子的基电子状态为三重态,Re、D(-)0、ωe分别为1.52nm、277.84 kJ/mol和1321 cm-1,与实验值基本一致.在固态分子的E和S的计算中,以气态分子计算得到的总能量中的振动能Ev代替固态能量,以总熵中的电子振动熵SEv代替固态熵.导出了Co与氢同位素气体反应的△H(-)、△G(-)、△S(-)及平衡氢压力与温度的关系.CoH的室温下平衡离解压力很低,表明CoH是一种稳定的氢化物,这与CoH分子的D(-)0很大的实验事实一致.     

Thermodynamic functions of proton ionisation of 1-and 2-naphthol

Thermodynamic acidity constants of 1-naphthol have been measured spectrophotometrically over the temperature range 5–60° and those of 2-naphthol over the temperature range 5–50°. The thermodynamic functions of ionisation, ΔG⁰₂₅, ΔH⁰₂₅ and ΔCp⁰₂₅ have been calculated for both acids.     

PuH2气态分子热力学稳定性的理论研究

用密度泛函B3LYP方法计算了PuH2分子的微观性质、不同温度下气态PuH2分子的能量（E）、熵（S）及气态PuH2分子生成反应的标准焓变ΔH、标准熵变ΔS和标准自由能变ΔG.计算结果表明，气态PuH2分子不具有热力学稳定性.     

Further examples of the failure of surrogates to properly model the structural and hydrothermal chemistry of transuranium elements: insights provided by uranium and neptunium diphosphonates

In situ hydrothermal reduction of Np(VI) to Np(IV) in the presence of methylenediphosphonic acid (C1P2) results in the crystallization of Np[CH2(PO3)2](H2O)2 (NpC1P2-1). Similar reactions have been explored with U(VI) resulting in the isolation of the U(IV) diphosphonate U[CH2(PO3)2](H2O) (UC1P2-1), and the two U(VI) diphosphonates (UO2)2[CH2(PO3)2](H2O)3.H2O (UC1P2-2) and UO2[CH2(PO3H)2](H2O) (UC1P2-3). Single crystal diffraction studies of NpC1P2-1 reveal that it consists of eight-coordinate Np(IV) bound by diphosphonate anions and two coordinating water molecules to create a polar three-dimensional framework structure wherein the water molecules reside in channels. The structure of UC1P2-1 is similar to that of NpC1P2-1 in that it also adopts a three-dimensional structure. However, the U(IV) centers are seven-coordinate with only a single bound water molecule. UC1P2-2 and UC1P2-3 both contain U(VI). Nevertheless, their structures are quite distinct with UC1P2-2 being composed of corrugated layers containing UO 6 and UO 7 units bridged by C1P2; whereas, UC1P2-3 is found as a polar three-dimensional network structure containing only pentagonal bipyramidal U(VI). Fluorescence measurements on UC1P2-2 and UC1P2-3 exhibit emission from the uranyl moieties with classical vibronic fine-structure.