二茂锆衍生物的量子化学计算Ⅰ.一氯一氢二茂锆络合物的EHMO计算

本文采用EHMO方法计算了Gp₂Zr(H)Cl络合物的分子轨道、能级和电荷分布.计算结果表明:(1)最低空轨道主要是由中心金属锆原子的4d_(?)-y²,4d_z²和4d_y²,所组成;最高填满轨道主要由两个环戊二烯基配位体的原子轨道所组成.(2)此络合物的电荷分布是:中心金属锆原子带正电荷,两个Cp环及Cl,H配位体带负电荷.(3)Zr-H键长接近于Zr⁴⁺和H^-的离子半径之和,而不是Zr和H原子的共价半径之和.这表明Zr-H键可能更接近于具有离子键的特征.     

CNDO/2法计算二茂锆卤化物的电子结构

本文将Pople的闭壳层CNDO/2程序改编成将原子中s,p,d亚层分开处理,并扩展到可计算锆化合物的CNDO/2-TM程序;选取了锆的有关参数;计算了Cp_2ZrX_2(X=F,Cl)分子的电子结构.得到的氯化物分子轨道的能级次序和间隔与光电子能谱相符.计算的偶极矩为5.88D,与实验值相近.计算结果还说明Cp_2ZrX_2是有一定离子性的共价化合物.中心锆原子约呈 1价.金属锆的5s轨道参与茂环的σ键,5p轨道通过移入电子参与茂环σ键,而4d轨道则参与茂环的π键,但成键所占成分不大.Zr-F键的离子性占51％,Zr-Cl键的离子性占44％,Zr-Cp键的共价性在84～93％之间.     

Roussin红盐和Roussin黑盐的电子结构

Roussin黑盐簇阴离子及其"元件化合物"Roussin红盐簇阴离子,是固氮酶活性中心福州模型I(网兜状原子簇模型)的模型物.本文用闭壳层CNDO/2(S,D方案)法计算了它们的电子结构.根据计算所得的Mulliken重叠集居,电荷密度,分子轨道能量和轨道特征等数据,对成键性质进行了分析,得出如下主要结论:两种簇阴离子骨架电子的非定域性都比较强,桥硫原子Sb在由红盐形成黑盐的电子转移过程中起施主作用,两种簇阴离子中都存在M-M键,强度与M-Sb键相近,其主要贡献都来源于金属的s,pz,dz2轨道与硫原子的s,pz轨道之间的σ作用,金属d轨道的π作用对整个骨架的成键贡献很小.     

价电子对互斥理论与电价理论相结合判定分子的共轭类型

以价电子互斥理论与杂化轨道理论为基础,首先确定中心原子或离子的杂化类型以及总电子对的结构,并确定处于同一平面的原子;然后摒除σ键,仅分析π键,并根据价键理论,确定参加共轭的原子对共轭π键所贡献的电子数,最终达到对分子共轭类型的判别。     

NO_2的分子结构

众所周知,NO_2是角形分子,具有顺磁性.但是,对分子中单电子是在中心原子N的未成键的σ轨道上还是在大π键轨道上至今仍然没有统一的看法.大多数的教材和文献上目前比较一致的看法是,N原子采取sp~2杂化或介于sp杂化和sp~2杂化之间,分子中有二个σ键和一个П_3~3大π键,单电子占据大π键轨道     

CeO2和Co3O4助剂对镍基催化剂上CH4积碳和CO2消碳性能的影响

采用脉冲微反技术研究了添加CeO2和Co3O4助剂对镍基催化剂上CH4积碳和CO2消碳性能的影响,并用BET,TGA,XPS及CO2-TPSR等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,添加CeO2可以提高活性原子Ni0中d电子的密度; Ni0原子中d电子密度的增加在一定程度上抑制了CH4分子中C-H键σ电子向d轨道的迁移,降低了CH4裂解积碳性能; 同时加强了Ni0原子d轨道向CO2空反键π轨道的电子迁移,促进了CO2分子的活化,提高了CO2的消碳活性. 助剂Co3O4的添加则促进CH4的裂解积碳,抑制了CO2的消碳.分析表明,活性金属与半导体助剂之间存在的金属-半导体相互作用是影响这种机制的主要因素.     

CeO2和Co3O4助剂对镍基催化剂是CH4积碳和CO2消碳性能的影响

采用脉冲微反技术研究了添加CeO2和Co3O4助剂对镍基催化剂上CH4积碳和CO2消碳性能的影响，并用BET，TGA，XPS及CO2－TPSR等技术对催化剂进行了表征。结果表明，添加CeO2可以提高活性原子Ni^0中d电子的密度；Ni^0原子中d电子密度的增加在一定程度上凶制了CH4分子中C－H键σ电子向d轨道的迁移，降低了CH4裂解积碳性能；同时加强了Ni^0原子d轨道向CO2空反馈π轨道的电子迁移，促进了CO2分子的活化，提高了CO2的消碳活性。助剂Co3O4的添加则促进CH4的裂解积碳，抑制了CO2的消碳。分析表明，活性金属与半导体助剂之间存在的金属－半导体要互作用是影响这种机制的主要因素。     

过渡金属络合催化活性顺序的量子化学研究 Ⅰ对烯烃的活化

本文应用以HMO为主简化的量子化学方法研究过渡金属络合活化烯烃分子(以乙烯为例)的催化活性。结果表明过渡金属的催化活性与过渡金属本身的d电子组态和d轨道能级、络合分子的π成键轨道和π~*反键轨道的能级、配位体的电荷性质和空间构型等诸因素有密切的联系。这一结果基本上可以解释过渡金属催化活性顺序、助催化剂及配位体对催化活性的影响等实验规律。     

1, 2-移位重排的π-络合物过渡态机理

用MNDO方法, 系统计算了1,2-移位各种典型情况的势能面或势能曲线. 参照前人的观点将1,2-移位分为两类: 即接受迁移基团的原始电子组态为阳离子或缺电子物类者称为1,2-缺电子移位; 为负离子者称为1,2-阴离子移位. 在缺电子移位如Beckmann, Baeyer-Villiger和苯乙基阳离子重排的情况下, 计算得到的取代基空间排布表明, 过渡络合物具有迁移基团阳离子与( 键相络合的结构, 这与实验一致表明重排是缺电子物类沿π 键而发生的迁移. 在阴离子移位中, 如Wittig, Stevens重排中, 过渡络合物的电荷布居与负电子对激发到 π*轨道上接近, 而其取代基的空间排布则与π 键的形成符合, 表明这里迁移基团是以负离子物类与空 π 轨道络合而迁移. 因此, 计算证明上述的所有1,2-移位都是通过沿π 络合物的迁移而实现. 机理与已知的实验事实一致而合理地解释了1,2-移位的分子内重排性质, 迁移基团的构型保持, 两类移位的迁移幅度和后者的局部自由基反应性质等.     

三茚基钐(Sm(C9H7)3)的电子结构和化学键

采用INDO方法研究了三茚基钐的电子结构和化学键。结果表明,钐原子的6s、6p和5d轨道与配位体轨道有不同程度的混合;HOMO和LUMO是由钐原子的5d轨道和配位体原子轨道构成的π型分子轨道;4f轨道是高度定域的,参与成键不超过2%。三茚基钐的化学键具有相当程度的共价性,茚基中碳原子上的净电荷分布不均匀。讨论了三茚基钐的四氢呋喃加合物中的Sm-C键。     

第二过渡金属双核物的从头算研究 Ⅱ:四羟基桥联双核物的化学键

本文用从头计算方法讨论第二过渡金属M2(O2CR)4L2体系的电子结构(采用有效核芯势价基), 计算结果表明, 金属原子M-M间除了定域的σ,π键以外, 还有一个离域的大π键, 大π键由金属与配体四羟基组成, 这种电子结构较好地解释了多年来波谱实验提出的疑问。     

第二过渡金属双核物的从头算研究 Ⅱ:四羟基桥联双核物的化学键

本文用从头计算方法讨论第二过渡金属M2(O2CR)4L2体系的电子结构(采用有效核芯势价基), 计算结果表明, 金属原子M-M间除了定域的σ,π键以外, 还有一个离域的大π键, 大π键由金属与配体四羟基组成, 这种电子结构较好地解释了多年来波谱实验提出的疑问。     

[Nd(SSCNH_2)_4]~-的电子结构——一种有机硫配位镧系络合物的模型阴离子(英文)

本文详细研究了络阴离子{Nd[SSCN(C_2H_5)_2]_4}~-的简化模型[Nd(SSCNH_2)_4]~-的电子结构和化学键合情况。从对键能的贡献看,钕和硫原子之间的结合主要是离子性的,但从电荷的重新分布看,应该认为共价结合对成键有一定贡献。σ键起主要作用,对Nd—S和Nd—S′键来说,π键级只有σ键级的1/5～1/6。根据计算结果分析了为什么至今只合成了很少几种有机硫配位镧系络合物而存在大量稳定无机复合镧系硫化物的原因。建议了几种合成稳定的有机硫配位镧系络合物的可能途径。     

含氮、硫螯合树脂与Au(Ⅲ)的螯合性能和状态

用光电子能谱(ESCA)和红外光谱等方法测定了螯合树脂中N(ls)、S(2p)和Au(Ⅲ)的电子结合能和络合状态,结果说明N、S都参与了和Au(Ⅲ)的络合,N上的孤对电子向Au(Ⅲ)转移形成配键,而配位基>S除它的价层电子向Au(Ⅲ)转移形成配键外,还有Au(Ⅲ)的5 d轨道上的电子向S(3 d)空轨道转移形成反馈键,但是σ电子给出和π电子接受的作用不一定在同一个配位基>S上发生。     

钼原子间多重键的杂化轨道研究

本文对一些含Mo-Mo原子间多重键的分子或离子进行了研究,分析了它们的电子结构和化学键提出其原子杂化轨道的形式,揭示了过渡金属原子间多重键的结构特征。     

过渡金属正离子和卡宾配合物成键特征的理论分析

在6—311C基组从头算的基础上对第一过渡系含偶数电子的金属正离子(Sc^+， V^+，Mn^+，Co^+，Cu^+)与卡宾CH2的配合物的成键特征进行了细致的分析。用能 级位移算符逐步降低分子片空轨道能级的方法代替分子片轨道冻结，使KSM能量分 解的耦合项得以消除。能量分析结果表明，Sc^+-CH2键是由σ供键，π供键与π反 馈键组成的，不能忽略π供键。而Cu^+-CH2键是由σ供键与σ，π反馈键组成的， 不能忽略σ反馈键。同时对VCH2^+，MnCH2^+和CoCH2^+的^1A1电子态也进行了粗略 的讨论。     

钨钼杂多酸及其盐与二甲基亚砜加合物的制备和性质研究

在乙腈和水的混合溶剂中制备了9种钨钼杂多酸和杂多酸盐的二甲基亚砜加合物。研究结果表明,加合物中杂阴离子的Keggin结构基本不变。配体DMSO以S=O键上的氧作为配位原子,它不直接与杂阴离子骨架结构发生配位作用,而是与杂多酸中的质子氢或杂多酸盐中的金属阳离子以氢键或配位键相配位,生成的质子(钅羊)离子和金属配离子再通过离子缔合键与杂阴离子相结合,形成杂多酸或杂多酸盐加合物。     

烯烃歧化反应过程的量子化学研究

木文将烯烃歧化反应看成是在中心金属原子上进行的金属卡宾-烯烃与金属环丁烷的一系列相互转换过程(σ—π转换),利用自编CNDO计算程序,对七种反应过程模型进行了计算,认为:氧、Lewis酸在歧化反应中要同时存在,才能在提高反应活性过程中有协同促进作用;羰基对中心原子的配位,对反应有利;中心金属原子的更替,即中心金属原子d轨道的大小,对反应活性的影响很大。     

硼团簇、硼烷及金属硼化物的研究现状

硼原子因其半径小、缺电子、配位数大、价电子sp²杂化和三中心键等特点引起了科学家的高度关注。其团簇的电子结构、稳定性、芳香性和成键方式等性质的研究成为化学领域的一大热点。由于硼化物多样性的特点,其在光学、能源和储存工业气体方面具有潜在的应用价值。本文简述了近几年全硼团簇、硼烷及金属硼化物的研究现状。其中,分别从中性、阴离子和阳离子三种形式对全硼团簇和硼烷进行概括;金属掺杂硼化物主要包括金属掺杂的纯硼团簇和硼烷、过渡金属掺杂的三明治形式复合物以及金属中心硼分子轮。     

一些金属原子簇羰基化合物的流变性及其电子结构的EHMO研究

近年来,关于过渡金属原子簇化合物的研究工作发展很快。这类化合物的通式是 M_pL_q,其中 M_p 是 p 个以 M—M 键相结合的金属原子所形成的原子簇,L 则是与原子簇 M_p 相结合的配位体,如羰基、卤素离子、CN~-、膦等。这类化合物有许多特点,金属原子簇具有介于单原子和金属微晶之间的一种过渡型结构。配位体和被金属表面吸附了的分子或离子相似。由