C78n离子的Jahn-Teller畸变和电子光谱

用INDO系列方法对C78n(D3、D3h、D?h)进行系统研究,表明C78(D3)比C78(D3h、D?h)稳定,与理论计算及实验结果一致;且随n绝对值增大,C78n总能量升高;C78n(D3、D3h、D?h)异构体的部分离子发生了Jahn-Teller畸变.以优化构型为基础,用INDO/SCI方法首次计算了C78n的电子光谱,对电子跃迁进行理论指认,讨论C78n光谱的特征吸收与C78相比发生红移的原因.     

InnNa和InnNa+(n=2-8)的团簇结构和电子性质

在密度泛函理论B3LYP水平上, 对InnNa和InnNa+(n=2-8)团簇进行了结构优化和振动频率计算. 计算结果表明, InnNa(n=2、3、4、6)最稳定结构中的对称性分别为C2v、C3v、C4v和C2v, 而InnNa(n=5、7、8)的最稳定结构的对称性为C1点群. 从InnNa(n=4-8)的最稳定结构可以看出, Na原子均位于四个In原子形成的四边形面上. 对于InnNa+(n=2-8), 除了In2Na+、In4Na+和In7Na+, 其它结构都与其中性结构相似. 进一步计算InnNa(n=2-8)团簇的平均结合能、能量的二阶差分以及绝热电离能表明, InnNa(n=2-8)团簇能量的二阶差分呈现奇偶交替特征, In4Na和In6Na较其它团簇更为稳定, 而且理论计算得到的绝热电离能和实验结果吻合得很好.     

InnNa和InnNa^＋（n=2—8）的团簇结构和电子性质

在密度泛函理论B3LYP水平上,对Innna和InnNa+(n=2-8)团簇进行了结构优化和振动频率计算.计算结果表明,InnNa(n=2、3、4、6)最稳定结构中的对称性分别为C2v、C3v、C4v和C2v而InnNa(n=5、7、8)的最稳定结构的对称性为C1点群.从InnNa(n=4-8)的最稳定结构可以看出,Na原子均位于四个In原子形成的四边形而上.对于InnNa+(n=2-8),除了In2Na+和In7Na+,其它结构都与其中性结构相似.进一步计算InnNa(n=2-8)团簇的平均结合能、能量的二阶差分以及绝热电离能表明,InnNa(n=2-8)团簇能量的二阶差分呈现奇偶交替特征,In4Na和In6Na较其它团簇更为稳定,而且理论计算得到的绝热电离能和实验结果吻合得很好.     

硼/氮掺杂富勒烯C20芳香性的争论

用拓扑共振能(TRE)和百分拓扑共振能(%TRE)方法对硼和氮掺杂富勒烯C20的芳香性进行了研究, 并与核独立化学位移(NICS)方法的结果进行了比较. 研究结果表明, 在C20-2nX2n(X=B, N; n=1,2,3,4)中只有C16N4, C14N6和C12N8具有芳香性, 而其它化合物都具有反芳香性. 这与NICS方法的预测结果不一致. 对NICS判据和TRE方法对C20和C20-2nX2n(B, N; n=1,2,3,4)的芳香性进行判断时所得出的不一致结果及其原因进行了讨论, 认为用NICS判据和2(n+1)2规则对这些化合物芳香性的预测是不可靠的.     

(BN)n富勒烯和单层BN纳米管的图形理论方法研究

应用图形理论方法对(BN)12等富勒烯和单层BN纳米管的能级分布及其稳定性进行研究,发现(BN)n比同构型的(C2)n稳定,且与用DFT方法计算的结果一致.计算结果表明,采用图形理论方法是一种很有意义的解释和预测BN纳米材料的结构和性质的定性研究方法.     

B2Cn+(n=1～9)团簇的结构及其稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP泛函, 在6-311G*水平上对B2Cn+(n=1～9)团簇的几何构型和电子结构进行了优化和振动频率计算. 结果表明, 在B2Cn+(n=1～9)团簇的基态构型中, B2C2+、B2C3+为具有D∞h对称性的线形结构, B2C7+为具有Cs对称性的立体环状结构, 其余均为平面构型; 其成键顺序为C—C成键优于B—C 成键, B—C成键优于B—B成键. 进一步得到了B2Cn+(n=1～9)团簇的总能量(ET)、零点能(EZ)、摩尔热容(Cp)、标准熵(S0)以及原子化能(ΔEn+). 其结果显示, 随着n的递增, ET、EZ、Cp、S0和ΔEn+数值均呈现增大趋势, 其中EZ数值呈现近似等梯度的增加趋势. 通过对B2Cn+(n=1～9)团簇基态结构的垂直电子亲合势的研究发现, n为奇数的B2Cn+团簇比n为偶数的稳定.     

CnAl (n=2-11)团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-311++G**水平上对CnAl(n=2-11)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算. 结果表明, n=2的CnAl团簇基态结构为Al原子与两个C原子相连形成的环状结构, n=3-11均为Al原子端基配位的线状结构. 通过对基态结构的能量分析, 得到了n为偶数的CnAl团簇比n为奇数团族稳定的结论.     

配位不饱和双核钌羰基化合物Ru2(CO)n(n=7,6)的DFT计算研究

对配位不饱和双核钌羰基化合物Ru2(CO)n(n=7,6)在BP86/DZP++和MPW1PW91/DZP++ 理论水平下进行了量子化学理论计算研究, 优化得到16个单态和三态异构体, 并讨论其键的性质. 得到的n=7,6基态分别是Cs和C2v构型的单态, 均含有2个配位的桥羰基. 对其离解能的计算表明, 相对于断裂金属钌-钌键而生成2个配位不饱和单核羰基化合物都更容易失去一个羰基.     

C_(78)~n(C_(2v))的电子结构和UV谱

用INDO (Intermediateneglectdifferentialoverlap)系列方法对Cn78进行系统研究 .结果表明 ,C78(C2v)比C78(C2v′)稳定 ;Cn78(C2v)和Cn78(C2v′)未发生Jahn Teller畸变 ;Cn78随n绝对值增大 ,体系能量升高 .以优化构型为基础 ,首次计算Cn78电子光谱 ,对电子跃迁进行理论指认 ,讨论Cn78光谱特征吸收与C78相比发生红移的原因 .     

两种烷基碘化物分子理论研究及其发射谱测量

利用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 对烷基碘化物分子C2H2F3I和n-C3H4F3I的C—I解离势能曲线进行了理论计算, 并采用B3LYP方法和MPn(n=2, 3, 4)方法精确计算了C—I键解离能. 解离能计算进行了零点振动能(ZPVE)校正, 并运用完全均衡校正法对基函数重叠误差(BSSE)进行校正. 利用微波放电激励方法, 对C2H2F3I和n-C3H4F3I的发射谱进行观测. 实验结果表明, 通过微波放电激励这两种分子, 均可产生1315 nm发射谱, 说明利用微波放电可使C2H2F3I和n-C3H4F3I分子的C—I键解离, 从而产生碘原子.     

叠氮化合物C6H6-n(N3)n(n=1~6)的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论, 在B3LYP/6-31G*水平上, 对叠氮化合物C6H6-n(N3)n(n=1~6)进行理论计算, 并对所得到的几何结构进行了振动频率分析. 计算结果表明, 这些化合物是热力学稳定的. 基于自然键轨道理论, 分析了稳定结构的电荷分布及成键情况. 在不破坏苯环和叠氮基的原则下, 设计等键反应计算了这些化合物的生成热, 结果表明, 标题化合物的生成热都很高, 且随着叠氮基数目的增加而线性增大.     

B_n(BO)_n~(2-)、CB_(n-1)(BO)_n~-和C_2B_(n-2)(BO)_n(n=5~12):类似于笼状B_nH_n~(2-)、CB_(n-1)H_n~-和C_2B_(n-2)H_n的硼氧团簇

笼状硼氢化合物BnHn2-、CBn-1Hn-和C2Bn-2Hn(n=5~12)含n个顶点和(n+1)对骨架电子,具有典型的三维芳香性、高的芳香化能和类似于苯的化学反应性.2005年以来,在研究B-O二元团簇的过程中,我们首次提出硼的硼羰基化合物(boron boronyls)和碳的硼羰基化合物(carbon boronyls)的概念,探讨了Bn(BO)m0/-1/-2(n=1~2,m=2~4)及Cn(BO)n(n=3~7)系列化合物的几何结构和电子性质.基于高分辨光电子能谱实验和密度泛函理论分析,确认线性B(BO)20/-1及三角形B(BO)30/-1新颖结构,首次发现线性D∞h B2(BO)22-离子含有B≡B三重键.理论和实验结合研究表明,BO与H具有等瓣相似性,BO自由基具有类似于CN的化学行为.在此基础上,本文用BO基团取代BnHn2-、CBn-1Hn-及C2Bn-2Hn(n=5~12)中的H原子,形成Bn(BO)n2-、CBn-1(BO)n-及C2Bn-2(BO)n(n=5~12)系列硼氧化物,对其几何和电子结构、稳定性和芳香性进行密度泛函B3LYP/6-311+G(3df)理论研究.图1给出n=1...     

水蒸气对有机污染物微波光催化氧化反应的影响

 以C2H4和C2HCl3为模型有机污染物,考察了不同反应条件下水蒸\r\n气对微波催化反应性能的影响．结果表明,水蒸气的存在是影响微波光\r\n催化反应性能的重要因素．由于微波对物质的极化作用不同,在加水的\r\n微波光催化反应过程中微波能量主要被水吸收,微波场对水的脱附有利\r\n于提高加水条件下C2H4微波光催化氧化活性,但不利于需要水的C2HCl\r\n3氧化反应的进行．     

羰基硼化合物(BCO)n(n==1～12)的理论研究

运用HF/3-21G方法和密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G*方法, 对羰基硼化合物(BCO)n(n=1~12)的各种可能结构进行了优化, 对在B3LYP/6-31G*水平上得到的几何构型、电子态、结合能、振动频率、核独立化学位移(NICS)、能量二次差分和热力学性质进行了理论研究, 得到了(BCO)n(n=1~12)结构的稳定性信息. 十二种基态结构都是端配位(μ1-CO), (BCO)n(n=1~3, 5, 6) 的基态是线型或平面结构, (BCO)n(n=4, 7~12)的基态是笼状结构; B—C平均键能呈现奇偶交替现象, 偶数的结构比奇数稳定; 能量二次差分得到同样的结论；羰基的振动频率与实验值非常吻合; 热力学性质的研究对实验具有重要的指导意义.     

利用密度泛函理论研究α-联噻吩体系H(C_4H_2S)_nH的结构和电子光谱

应用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G(d)和CAM-B3LYP/6-31G(d)水平上优化了α-联噻吩体系H(C4H2S)n H(n=2¹3)的基态几何构型;与此同时,利用TD-B3LYP方法计算了H(C4H2S)n H的吸收光谱,得到了其垂直激发能和体系大小n的解析表达式;并采用TD-CAM-B3LYP方法研究了其发射光谱.研究表明,H(C4H2S)n H的基态结构呈现三种构型:螺旋上升型、环型和稍有弯曲的带状结构;其中前两种构型是顺式结构,最后一种构型是反式结构;环型结构具有C2对称性,其他两种结构具有C1对称性.此外,其吸收光谱和发射光谱计算值与实验值吻合.     

C_nAl_m~+(n=1～12,m=1,2)团簇几何结构特征与稳定性的量子化学研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311++G**水平上对CnAlm+(n=1～12,m=1,2)团簇的几何和电子结构进行了理论计算,讨论了混合团簇的结构与成键特征,以及振动频率与电荷转移.结果表明,CnAl+团簇的基态结构分别为Al原子与Cn链端基配位形成的直线或折线状结构,以及Al原子与Cn环上1个C原子端位相连或打开Cn环与2个C原子相连形成的环状结构;分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值0.138nm.CnAl+2团簇基态结构可以看作是两个较小的Cn/2Al+分子碎片通过端位C原子相互结合形成CcoreAlshell的直线或顺式与反式折线状结构;分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值0.141nm.通过对基态结构的能量分析,得到了CnAl+和CnAl+2团簇的稳定性信息.     

Cn78(C2v)的电子结构和UV谱

用INDO(Intermediate neglect differential overlap)系列方法对Cn78进行系统研究.结果表明,Cn78(G2v)比Cn78(C2v')稳定;Cn78(C2v)和Cn78(C2v')未发生Jahn-Teller畸变;Cn78随n绝对值增大,体系能量升高.以优化构型为基础,首次计算Cn78电子光谱,对电子跃迁进行理论指认,讨论Cn78光谱特征吸收与C78相比发生红移的原因.     

C28H4-nCln(n=1~3)与CH4-nCln(n=1~3)的结构和电子光谱的理论研究

用INDO系列方法对C28H3Cl, C28H2Cl2, C28HCl3, CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3进行了几何构型优化, C28H3Cl, C28HCl3, CH3Cl, CH3Cl为C3v对称性,C28H2Cl2, CH2Cl2为C2v对称性, 这六个分子的基态都是稳定闭壳层分子, 以此构型为基础计算了上述分子的电子光谱, C28H4-nCln(n=1~3)的电子光谱属于理论预测性质。     

C_nAl~+小团簇结构的几何特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,研究了CnAl+(n=2-12)团簇的几何结构与电子性质.在6-311++G**水平上对CnAl+(n=2-12)团簇进行了几何构型优化和振动频率计算.结果表明,CnAl+团簇的基态结构为Al原子与Cn链端基配位形成的直线或折线形结构,以及Al原子与Cn环上1个C原子端位相连或打开Cn环与2个C原子相连形成的环状结构.分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值(0.138nm).通过对基态结构的能量分析,得到了CnAl+团簇的稳定性信息.     

六氢吡啶和氨形成的氢键团簇C5H10NH(NH3)n(n=1～3)结构的从头算研究

在RHF/6-31G(d)水平下,对C5H10NH(NH3)n(n=1～3)氢键团簇的平衡构型进行了从头算研究,优化得到各种可能的平衡构型.C5H10NH(NH3)为线型氢键结构,而C5H10NH(NH3)2为三元环结构,C5H10NH(NH3)3为四元环结构.在MP2/6-31G(d)//B3LYP/6-31G(d)水平下,对最稳定构型C5H10NH(NH3)n(Ⅰ)(n=1～3)的分子轨道进行布居分析,并且对相应的占据轨道进行指认.C5H10NH(NH3)n(Ⅰ)(n=1～3)垂直电离势的计算结果表明,形成氢键团簇后,分子的垂直电离势降低.