X3+ (X=Sc, Y, La)阳离子团簇d轨道芳香性的理论研究

本文运用密度泛函（DFT）和哈特里-福克后（post-HF）理论,对三个阳离子X3+(X=Sc、Y、La) 和相关的三个中性X3Cl (X=Sc、Y、La)团簇的稳定结构与芳香性进行研究。计算结果表明,三个X3+阳离子有两个稳定异构体：正三角型(D3h)和线型(D∞h),其中正三角型为基态;对于三个中性的X3Cl团簇,Sc3Cl 有三个稳定的异构体: 三角金字塔型(C3v)、双齿型(C2v-1) 和 C2v-2型（图 1 e）;Y3Cl 和 La3Cl有2个稳定的异构体: 三角金字塔型(C3v) 和双齿型(C2v-1)。三者的基态都是双齿型(C2v-1)结构。接着,对阳离子正三角型(D3h)基态结构进行共振能（RE）和核独立化学位移（NICS）的计算。计算结果表明,X3+正三角型异构体展现出较高的芳香性。随后详细的分子轨道分析显示,正三角型Sc3+ 和Y3+阳离子有一个离域的π型分子轨道,显现出单π-芳香性;而正三角型La3+阳离子有一个离域的σ型分子轨道,显现出单σ-芳香性。并且,X3+ 的单π 芳香性或单σ芳香性主要是源于过渡金属Sc、Y和La中的d原子轨道的贡献。另外,通过详细分子轨道分析还发现,当一个补偿阴离子Cl-分别与Sc3+、Y3+、La3+阳离子结合时,中性Sc3Cl, Y3Cl团簇的芳香类型从组成单元Sc3+、Y3+的π-芳香性变为σ-芳香性,而中性La3Cl 团簇其组成单元La3+的σ-芳香性保持不变。总之,三个中性X3Cl团簇都只显现出单σ-芳香性。 （这篇文章是第15届全国原子分子会议稿件）     

对全金属La2-4团簇芳香性的从头算理论研究简

我们将芳香性扩展到全金属阴离子团簇La2-4.运用从头算方法(B3LYP/LANL2DZ,B3PW91/LANL2DZ and MP2/LANL2DZ)进行了结构优化.计算结果显示,阴离子团簇有两个同分异构体,一个是C2v结构,另一个是正方形D4h结构.进一步对能量的分析得出,D4h结构比C2v结构更稳定.对最稳定的D4h结构计算了核独立位移(NICS),结果显示正方形的La2-4环呈现强芳香性.详细的分子轨道(Mos)分析揭示正方形的La2-4环拥有四个独立的离域化成键系统,每一个系统拥有两个电子,分别满足4n+2芳香性电子计算规则,因此呈现四重芳香性.     

对全金属La42-团簇芳香性的从头算理论研究

我们将芳香性扩展到全金属阴离子团簇La42-.运用从头算方法(B3LYP/LANL2DZ, B3PW91/LANL2DZ and MP2/LANL2DZ)进行了结构优化.计算结果显示,阴离子团簇有两个同分异构体,一个是C2v结构,另一个是正方形D4h结构.进一步对能量的分析得出,D4h结构比C2v结构更稳定.对最稳定的D4h结构计算了核独立位移(NICS),结果显示正方形的La42-环呈现强芳香性.详细的分子轨道(Mos)分析揭示正方形的La42-环拥有四个独立的离域化成键系统,每一个系统拥有两个电子,分别满足4n + 2芳香性电子计算规则,因此呈现四重芳香性.     

全金属负离子团簇Ga42-、 In42-芳香性的磁特征与多重芳香性

运用密度泛函理论的两种方法(B3LYP、B3PW91)与二级微扰方法(MP2),对二价负离子全金属团簇Ga42-、In42-的稳定结构、振动频率与电子总能量作了计算.在此基础上,运用B3LYP与HF两种方法,着重对最稳定的正方形结构的Ga42-、In42-团簇的两种磁性质:各向异性磁化率与核独立化学位移进行了研究.计算结果表明,正方形结构Ga42-、In42-团簇具有很强的芳香性.接着对它们进行细致的分子轨道结构分析,揭示了正方形结构Ga42-、In42-团簇具有多重芳香性,一个非局域π分子轨道与两个非局域σ分子轨道对此两种金属团簇的芳香性都起了重要作用.     

PtIrn0,±（n=1～5）团簇结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的b3lyp方法,在lanl2dz基组水平上对PtIrn0,±(n=1～5)团簇的各种可能构型进行几何参数全优化,得到它们的基态构型,并对其稳定性进行计算研究.结果表明:PtIrn0,±(n=1～5)团簇存在多种异构体,在原子数较少时均为二维平面结构,随着原子数的增加其基态结构变为三维结构;团簇的热力学稳定性随着原子个数的增加越来越好,PtIr3+团簇稳定性最好,与纯Ir团簇相比,PtIrn(n=1～5)团簇更易得到电子,非金属性增强;Ir原子对团簇的稳定性起到了主导作用.     

(OsnN)0,±(n=1-6)团簇电子结构与光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论中的杂化密度泛函B3LYP方法在赝势基组LANL2DZ水平上对Os_nN^0,±(n=1-6)团簇的各种可能构型进行了几何结构优化,得出了它们的基态构型,并对基态结构的磁学性质、自然键轨道(NBO)、光谱和芳香性进行了理论研究. 研究结果表明:OsN^-和Os₅N^-团簇发生了"磁矩猝灭"的现象,在Os₂N和Os₄N< 关键词： nN^0,±(n=1-6)团簇')" href="#">Os_nN^0,±(n=1-6)团簇 电子结构 光谱性质 密度泛函理论     

阳离子X_3~+(X=Sc,Y,La)团簇d轨道芳香性的理论研究

运用密度泛函(DFT)和关联从头算(correlated ab initio)理论,对阳离子X_3~+(X=Sc、Y、La)和相关的中性X_3Cl(X=Sc、Y、La)团簇的稳定结构与芳香性进行研究.计算结果表明,X_3~+阳离子有两个稳定异构体:正三角型(D_(3h))和线型(D_(∞h)),其中正三角型为基态.对于中性的X_3Cl团簇,Sc_3Cl有三个稳定的异构体:三角金字塔型(C_(3v))、双齿型(C_(2v)-1)和C_(2v)-2型(图1);而Y_3Cl和La_3Cl只有2个稳定的异构体:三角金字塔型(C_(3v))和双齿型(C_(2v)-1).但这三个中性X_3Cl团簇的基态都是双齿型(C_(2v)-1)结构.对阳离子正三角型(D_(3h))基态结构进行共振能(RE)和核独立化学位移(NICS)的计算结果表明,X_3~+正三角型异构体展现出较高的芳香性.详细的分子轨道分析显示,正三角型Sc_3~+和Y_3~+阳离子有一个离域的π型分子轨道,显现出单π-芳香性;而正三角型La_3~+阳离子有一个离域的σ型分子轨道,显现出单σ-芳香性.X_3~+单π-芳香性或单σ-芳香性主要源于过渡金属Sc、Y和La的d原子轨道的贡献.另外,通过分子轨道分析还发现,当一个补偿阴离子Cl~-分别与Sc_3~+、Y_3~+阳离子结合成中性Sc_3Cl、Y_3Cl团簇时,其组成单元Sc_3~+、Y_3~+的芳香类型从原π-芳香性变为σ-芳香性,而当一个补偿阴离子Cl~-与La_3~+阳离子结合成中性La_3Cl时,其组成单元La_3~+原σ-芳香性保持不变.换言之,三个中性X_3Cl团簇都只显现出单σ-芳香性.     

Al_2S_n~±(n=2—10)团簇结构特征和稳定性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311G**水平上对Al2S±n(n=2—10)团簇的几何结构和电子结构进行了理论计算.讨论了铝硫二元离子混合团簇基态结构的变化规律、电荷转移和成键特征.结果表明,在S簇中掺杂Al原子会使Sn结构发生明显改变.Al2S±n团簇基态结构是以Al2S2四元环为骨架或桥梁,分别与S原子或S簇相结合形成单环到三环的平面和立体结构.结构中化学键键型和成键数目影响团簇的稳定性.通过对基态结构的解离能和能量二次差分值的分析得到了Al2S±n团簇的稳定性信息.     

负离子全金属团簇Ga4^2-的芳香性的从头算理论研究

运用密度泛函理论的三种方法(B3LYP、B3PW91、PW91PW91)与Mφller-plesset二级微扰方法(MP2)和极化分裂阶基基组6-311 G(3df)，对二阶负离子全金属团簇Ga4^2-与多种一阶负离子团簇MGa4^-(M=Li、Na、Cu)稳定构型与振动频率作了计算，其中二阶负离子全金属团簇Ga4^2-最稳定的构型是正方形结构(D4h)。接着，从团簇结构、非局域π电子数目、分子轨道图形和Ga4^2-同MGa4^-在结构与谐振频率、谐振模式的对比等多方面论述了Ga4^2-正方形结构(D4h)的芳香性特征。     

Cu13±团簇几何和电子结构的密度泛函研究

借助遗传算法结合Gupta原子间相互作用势.本文采用密度泛函理论系统研究了带电Cu₁₃^±团簇的基态与低激发态的几何结构和电子结构,并与中性Cu₁₃团簇的结果进行了对比.计算结果表明:对Cu₁₃ⁿ（n=0,±1）团簇,高对称性几何构型在众多异构中无能量竞争性优势,团簇基态结构皆为非紧致低对称性结构,对Cu₁₃找到一种新的低对称性最低能结构;带电明显影响团簇结构稳定性,带电Cu₁₃^±团簇与中性Cu₁₃团簇的结构稳定性序列显著不同;基态Cu₁₃ⁿ（n=0,±1）团簇具有磁矩最小化效应,而其高对称性结构则有较大磁矩;计算所得Cu₁₃团簇电离能及电子亲和势与实验结果相符.     

The correlation between aromaticity and stability in planar N2X2 (X = O,S, Se,and Te) Species

Five isomers of N₂O₂ and a series of planar alternate four-membered ring N₂X₂ (X?=?O, S, Se, and Te) species have been examined with both the B3LYP and the CCSD methods. The 6-311?+?G* basis set is used for O, S, Se and the SDD pseudo potential basis set is used for the heavier atom Te. The aromaticity, the stability, and the relationship between them, are discussed in terms of the nucleus independent chemical shifts (NICS), the transition state (TS) barriers. Little correlation is observed between aromaticity and stability of the present species.     

铝原子团簇Al5、Al5-和Al5+稳定结构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的四种方法 :杂化密度泛函B3LYP与B3PW 91、Perdew Wang91交换与相关泛函WP91PW91、局域自旋密度近似SVWN ,研究了Al5、Al5-和Al5+ 团簇的多种可能结构 ,找到了它们稳定的结构与自旋态 ,与已有的理论结果作了比较 ,并计算了Al5-的绝热与垂直电子离解能、Al5的绝热与垂直电离势 ,同有关的实验数据比较 ,符合较好 .同时对四种密度泛函方法的计算结果作了一些比较与讨论     

Bonding in Cu,Ag, and Au clusters: relativistic effects,trends, and surprises

Electronic structure and bonding in anionic coinage metal clusters are investigated via density-functional calculations, focusing on an extensive set of isomers of Cu(-)(7), Ag(-)(7), and Au(-)(7). While the ground states of Cu(-)(7) and Ag(-)(7) are three dimensional (3D), that of Au(-)(7) is planar, separated from the optimal 3D isomer by 0.5 eV. The simulated thermally weighted photoabsorption spectrum of Au(-)(7) is dominated by planar structures, and it agrees well with the measured one. The propensity of Au(-)(N) clusters to favor planar structures (with N as large as 13) is correlated with strong hybridization of the atomic 5d and 6s orbitals due to relativistic effects.     

Si_4N_4团簇结构与性质的密度泛函理论研究(英文)

用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G(d)的水平上对Si4N4团簇的可能结构进行了几何结构优化和电子结构计算,得到了可能的17个异构体.Si4N4团簇的最稳定结构是有8个Si-N键的平面结构.用自然键轨道(NBO)方法分析了成键性质.计算结果表明,Si-N键中Si原子向N原子有较大的电荷转移,因此Si-N原子间有较强的电相互作用;最强的IR和Raman谱峰分别位于1387.64cm-1和1415.05cm-1处;并计算了Si4N4团簇的最稳定结构的极化率和超极化率.     

WO4- 团簇的氧原子和分子吸附

采用密度泛函方法研究了WO4团簇阴离子和中性分子的性质．WO4-的最稳定的两个构型对称性为C2v和D2h，两者的四个氧原子都是以原子吸附的形式直接接在钨上的．还发现以前实验上预言的WO4 团簇的双氧分子吸附构型其实是WO4-团簇的一个亚稳态同分异构体．这个同分异构体的几何、振动和电子结构性质与实验结果符合的很好．同时还利用含时密度泛函来计算WO4中性分子的低能激发态，并对光电子能谱做了指认．为了解释实验上为什么可以观测到这个亚稳态，提出了合成WO4时的两种可能的反应机制．     

Isomeric Cl(2)O(2)(+) and Cl(2)O(2)(-) ions

Charged species structurally related to several isomers of Cl(2)O(2), of considerable importance in atmospheric chemistry, were obtained by chemical ionization (CI) and characterized by collisionally activated dissociation (CAD) mass spectrometry. The ClOClO(+) and [Cl(2)-O(2)](+) species were prepared by positive ion Cl(2)/CI of ClO(2) and O(2), respectively, whereas the ClClO(2)(+) isomer proved an elusive species of considerably lower stability. The ClClO(2)(-) anion was obtained from the negative ion Cl(2)/CI of ClO(2). The formation process, structure and stability of the ions are discussed in connection with available theoretical results and related to the recent preparation of (Cl(2)O(2))(+)SbF(6)(-) and (Cl(2)O(2))(+)Sb(2)F(11)(-) salts in the solid phase. Copyright 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

碘化物升华分离-电感耦合等离子体光谱法测定土壤和沉积物中砷、锑、铋、镉、锡

将土壤或水系沉积物样品与固体NH4I按1:0·25的比例在双球玻璃管中混匀后在苯灯喷焰上加热,使样品中的As,Sb,Bi,Cd和Sn转变为碘化物升华逸出而与基体分离,挥发物用盐酸溶解后用电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)测定。实验探讨了NH4I的用量、挥发和溶解条件,光谱测定条件,内标选择,测定谱线选择及背景和谱线干扰校正。用土壤和水系沉积物国家一级标准物质验证了方法的准确性和精密度,测定结果与标准值吻合。方法快速简便,结果可靠,检出限为0·01～0·35μg·g-1,适用于地球化学勘探大批量土壤和沉积物样品中As,Sb,Bi,Cd和Sn的测定。     

Resonance ionization spectroscopy of bismuth at the IGISOL facility

A programme of research has commenced at the IGISOL facility, Jyväskylä, combining the technique of resonance ionization spectroscopy with the development of the highly selective laser ion source trap (LIST). The first element of interest is bismuth, which contains three isomers of multi-quasiparticle states in near-spherical nuclei, namely ²⁰⁷Bi (21/2⁺, 182 μs), ²⁰⁴Bi (10^?, 13 ms) and ²⁰⁴Bi (17⁺, 1.07 ms). A measurement of the optical isomer shift provides a direct comparison of the mean?square charge radii between the isomer and the nuclear ground state. Due to the short isomer lifetimes the spectroscopy will be done either within the ion guide or in a sextupole ion beam guide (SPIG), located after the ion guide and used in the development of the LIST. A mixed dye-Ti:Sapphire laser ionization scheme has been successfully tested for bismuth and first off-line results have been obtained.