(HAlNH)~n(n=1～6)簇的结构、红外光谱和热力学性 质的研究

用自洽场理论(HF)和密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G水平上研究了HAlNH的低聚物(HAlNH)~n(n=1～6)簇的几何构型、电子结构、红外光谱和化学热力学性质,并比较了(HAlNH)~n和(ClAlNH)~n两种低聚物对应结构中化学键强弱,分析了引起(AlN)~n骨架结构发生变化的原因。结果表明,(HAlNH)~n簇的基态结构为C~s(n=1),D~2~h(n=2),D~3~h(n=3),T~d(n=4),C~s(n=5)和D~3~d(n=6)对称点群。HAlNH基态结构中,Al-N键是三重键。在D~2~h(n=2)和D~3~h(n=3)结构中,所有Al-N键均为二重键。在T~d(n=4)和D~3~d(n=6)中,Al-N键为正常单键,而在C~s(n=5)结构中含有三种Al-N键：单键、双键和混合键。振动频率计算表明,结构a～f均为基态稳定结构。热力学计算给出的稳定性顺序为：f>d>e>c>b>a。     

(HAINH)_n(n=1～6)簇的结构、红外光谱和热力学性质的研究

用自洽场理论(HF)和密度泛函理论(DET)的B3LYP方法,在6-31G~μ水平上研究了HAINH的低聚物(HAINH)_n(n=1～6)簇的几何构型、电子结构、红外光谱和化学热力学性质,并比较了(HAINH)_n和(CIAINH)_n两种低聚物对应结构中化学键强弱,分析了引起(AIN)_n骨架结构发生变化的原因.结果表明,(HAINH)_n簇的基态结构为C_8(n=1),D_(2h)(n=2),D_(3h)(n=3),T_d(n=4),C_s(n=5)和D_(3d)(n=6)对称点群.HAINH基态结构中,AI-N键是三重键.在D_(2h)(n=2)和D_(3h)(n=3)结构中,所有AI-N键均为二重键.在Td(n=4)和D_(3d)(n=6)中,AI-N键为正常单键,而在C_s(n=5)结构中含有三种AI-N键:单键、双键和混合键.振动频率计算表明,结构a～f均为基态稳定结构.热力学计算给出的稳定性顺序为:f>d>e>c>b>a.     

化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)构型和键离能的密度泛函研究

采用DFT/B3LYP方法研究了化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)的基态可能构型,对于各n值,基态可能构型(电子态)依次为：直线型(^6∑^+),直线型(^6∑~g^+),C~2~υ(^2A~2)或D~3~h(^6A~1),D~4~H(^4A~1~g),C~2~ν(^2B~2)或C~4~ν'(^2B~1),D~3~d(^2A~1~g)。计算结果表明,对于n≥3时,碎片离子的构型与体系自旋多重度关系敏感。进一步计算了Mo－CO键的逐级解离能,计算值与实验结果能较好吻合,并从Mo原子4d和5s轨道杂化角度来解释该键解离能随n值的非单调变化。     

化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)构型和键离能的密度泛函研究

采用DFT/B3LYP方法研究了化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)的基态可能构型,对于各n值,基态可能构型(电子态)依次为：直线型(^6∑^+),直线型(^6∑~g^+),C~2~υ(^2A~2)或D~3~h(^6A~1),D~4~H(^4A~1~g),C~2~ν(^2B~2)或C~4~ν'(^2B~1),D~3~d(^2A~1~g)。计算结果表明,对于n≥3时,碎片离子的构型与体系自旋多重度关系敏感。进一步计算了Mo－CO键的逐级解离能,计算值与实验结果能较好吻合,并从Mo原子4d和5s轨道杂化角度来解释该键解离能随n值的非单调变化。     

(AlN)+n和(AlN)-n(n=1～15)团簇的结构与稳定性

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G*水平上,对(AlN)+n和(AlN)-n(n=1～15)团簇的几何构型、红外光谱和热力学稳定性进行了研究,并对它们的电离能及电子亲和能进行了讨论.结果表明:(AlN)n团簇的电荷状态对簇合物的结构有较大影响,随着n的增大影响逐渐减小;所有平衡结构中不存在Al-Al和N-N键,Al-N键是惟一键型;(AlN)+n和(AlN)-n结构稳定性幻数与(AlN)n相同,即n=2,4,6,…等偶数结构较为稳定;(A1N)10团簇具有最大的电离能(IP=9.14 eV)和最小的电子亲和能(EA=0.19eV),较其他团簇更稳定.     

(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)簇结构及其热力学性质

用HF自洽场理论和密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6 31G水平上研究了低聚物(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)簇的几何构型、电子结构和聚合反应热力学性质,比较了两个系列化合物中化学键的强度.结果表明,Cl2AlNH2和H2AlNH2分子为C2 (EC)平面型结构,其中Al－N为由一个σ键和一个键组成的双键.(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)分子为Dnh对称,Al－N是典型的σ单键 .低聚物(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n的稳定性顺序分别为: 3 > 2 > 4> 5 > 1和8 > 7 > 9 > 11 > 6.     

(Cl_2AlNH_2)_n和(H_2AlNH_2)_n(n=1～ 5)簇结构及其热力学性质

用 HF自洽场理论和密度泛函理论 (DFT)的 B3LYP方法 ,在 6 31G水平上研究了低聚物 (Cl2AlNH2)n和 (H2AlNH2)n(n=1～ 5)簇的几何构型、电子结构和聚合反应热力学性质 ,比较了两个系列化合物中化学键的强度 .结果表明 ,Cl2AlNH2和 H2AlNH2分子为 C2υ (EC)平面型结构 ,其中 Al－ N为由一个σ键和一个π键组成的双键 .(Cl2AlNH2)n和 (H2AlNH2)n(n=1～ 5)分子为 Dnh对称 ,Al－ N是典型的σ单键 .低聚物 (Cl2AlNH2)n和 (H2AlNH2)n的稳定性顺序分别为 : 3 > 2 > 4> 5 > 1和 8 > 7 > 9 > 11 > 6.     

Cl_nAlNH_n和Hn_AlNH_n(n=1～3)的振动光谱与化学键性质的研究

用从头计算分子轨道法和密度泛函理论 ,在HF/6 31G 和B3LYP/6 31G 水平上对ClnAlNHn 和HnAlNHn(n =1～ 3)及其碎片分子的几何构型、电子结构、振动光谱和化学热力学性质进行了理论研究。结果表明 ,优化几何参数与实验值相吻合。Cl2 AlNH2 和H2 AlNH2 分子中 ,Al-N键为由一个σ键和一个π键组成的双重键 ,旋转势垒分别为 34.10和 5 4 .35kJ·mol- 1。而Cl3AlNH3和H3AlNH3分子中 ,Al-N键为σ型单键 ,对应的旋转势垒为 0 .31和 2 .5 0kJ·mol- 1,有较小的势垒 ,易于旋转。化学热力学计算表明 ,ClnAlNHn 和HnAlNHn 分子中 ,Al-N键能的大小顺序为△Hn =2>△Hn =1>△Hn =3.     

(ClAlNH)n簇合物的结构与稳定性

用量子化学从头算方法（HF／6－31G）和密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法，以6－31G标准基组加一个极化函数，对（ClAlNH)n(n=1-10)簇合物的几何构型，电子结构和红外光谱进行了优化，并讨论了聚合反应（ClAlNH)m→(ClAlNH)n的热力学效应，结果表明，（ClAlNH)n系列簇合物的基态稳定结构为Cs(n=1),D2h(n=2),D3h(n=3),Td(n=4),Cs(n=5),D3d(n=6),Cs(n=7),S4(n=8),D3h(n=9),C2h(n=10,n=2,4,6,8,10等偶数对应的（ClAlNH)n簇化合物的结构比n等于奇数量更稳定。     

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.     

小镍团簇Nin(n=2～6)电子结构和拓扑分析

在UBP86/TZVP水平上计算了小镍团簇(Ni<,n>,n=2～6)的稳定基态结构并用自然键轨道(NBO)和分子中的原子量子理论(QTAIM)分析了这些团簇的电子结构.计算结果表明,Ni团簇基态结构具有较高自旋多重度.QTAIM分析表明镍团簇中Ni-Ni键均为金属键.除Ni<,2>团簇中Ni-Ni键为纯粹的σ键外,其...     

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.     

(HAlNH)n(n=2～3)环状化合物的结构特征

用自洽场理论 (HF)和密度泛函理论 (DFT)的B3LYP方法 ,在 6 31G 的水平上对化合物(HAlNH) 2 和 (HAlNH) 3 的几何结构进行优化 ,并分别与环丁二烯C4 H4 和苯分子C6H6的结构和成键方式进行比较。以B3LYP STO 3G方法讨论其分子轨道波函数 (Ψ)。结果表明 :C4 H4 和 (HAlNH) 2 均为D2h对称 ,前者为长方形结构 ,形成两个孤立的π键 ;而后者为菱形结构 ,形成一个π44键。C6H6和 (HAlNH) 3分子点群分别为D6h和D3h,并均形成一个π66键。成键原子对分子轨道的贡献不同 ,其中C原子是完全等价的 ,而Al和N原子各不相同 ,N原子比Al的贡献要大得多     

CnAl2 (n=1-10)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6-311G*水平上对CnAl2 (n=1-10)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, 富铝的CAl2团簇基态结构为折线型面状结构, 多碳和双聚体的CnAl2团簇基态结构均为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CnAl2团簇比n为奇数稳定的结论.     

包含两个平面五配位碳原子C_(2+n)B_(10-n)(n=0～10)团簇的结构的理论研究

采用B3LYP/6-311+G**方法,我们优化了初始构型中包含两个平面五配位碳原子(ppCs)的C2+nB10-n(n=0～10)团簇的结构并计算了它们的振动频率.计算结果表明,C2+nB10-n(n=0～2)团簇是稳定的,而且这三个结构中ppC—B键的Wiberg键级介于0.511～0.909之间,ppC—C键的Wiberg键级为0.2254(n=1)和0.8586(n=2),ppC的键级介于3.778到3.879之间,即这三个结构中存在两个ppCs,而且ppC遵循八隅规则;C2+nB10-n(n=3～6)团簇的最稳定结构包含一个ppC;C2+nB10-n(n6)团簇能量最低结构中不存在ppC.而且只有团簇C2+nB10-n(n=0～2)中没有悬键,它们的π电子数分别为:6,7和8,计算它们的NICS(0)值表明强芳香性一般位于局部的三元环中心,表明局部离域有利于平面结构的形成.C2+nB10-n(n=0～2)团簇的第一垂直激发能分别为:1.91,0.56和3.12eV.     

Sn_nSm(n=1～9)团簇结构稳定性与磁学性质的理论研究

采用Saunders全局优化随机踢球模型与密度泛函理论相结合的方法,在B3LYP/SDD理论水平下研究了锡基原子团簇Sn_n(n=2~10)及锡基稀土原子钐掺杂团簇Sn_nSm(n=1~9)的几何结构、稳定性、电子性质和磁性.结果表明,团簇Sn_nSm(n=1~9)中掺杂的钐原子通常位于主团簇的表面,掺杂团簇的基态结构更倾向于具有较高对称性的三维结构;二元锡基混合团簇的平均结合能变大,稳定性增强,这主要归因于Sn—Sm键比Sn—Sn键的键能大,具有更强的相互作用;掺杂团簇具有较高的磁性,其总磁矩主要源自于钐原子4f电子的贡献;随着团簇尺寸的增加,二元团簇的总磁矩呈现出趋于饱和的现象.     

(HAlNH)n(n=2～3)环状化合物的结构特征

用自洽场理论(HF)和密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G*的水平上对化合物(HAlNH)2和(HAlNH)3的几何结构进行优化,并分别与环丁二烯C4H4和苯分子C6H6的结构和成键方式进行比较.以B3LYP/STO-3G方法讨论其分子轨道波函数(ψ).结果表明C4H4和(HAlNH)2均为D2h对称,前者为长方形结构,形成两个孤立的π键;而后者为菱形结构,形成一个π44键.C6H6和(HAlNH)3分子点群分别为D6h和D3h,并均形成一个π66键.成键原子对分子轨道的贡献不同,其中C原子是完全等价的,而Al和N原子各不相同,N原子比Al的贡献要大得多.     

AlmN2 (m=1～8)团簇结构与稳定性的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法，在6-31G*水平上对AlmN2(m=1～8) 团簇的几何构型、电子结构、振动频率和热力学性质进行了理论研究. 结果表明， AlmN2团簇的基态结构有两种基本构型， m≤2的结构是以N－N键为核心周围与Al原子相配位形成的; m >2的结构是由两个AlnN（n< m）分子碎片通过共用Al原子或Al－Al键相互结合形成的，这为较快找到AlmN2团簇基态结构提供了一条有效途径. 通过对基态结构能量二次差分的讨论，得到了m为偶数的AlmN2团簇比m为奇数的稳定.     

CnBδ(δ=0, ±1; n =1～6)团簇的结构、稳定性和光谱

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G*和6-311＋G(3df)水平上对C_nB(n=1～6)团簇及其阴离子和阳离子的几何构型和电子结构进行了优化和振动频率计算.得到了C_nB(n=1～6)团簇的电离能,绝热电子亲合势以及C_nB^δ(δ=0,±1)团簇的能隙.结果表明C_nB^－(n=1～6)团簇的基态构型均为线形,这与等电子的C_n簇合物的结构是一致的; C_nB(n=1～6)团簇的基态构型中,除C₂B为不对称的三角形,C₆B为具有C_2v对称性的环状结构外,其余均为线形结构.阳离子团簇中n=2、3、6的基态结构具有C_2v对称性外,其它几个均为线形结构.从几何参数和振动频率上发现,采用密度泛函B3LYP方法在6-311＋G(3df)和6-31G*两种基组上计算得到的键长参数和振动频率非常接近,说明B3LYP方法在计算C_nB簇合物结构参数上对于基组的选择是不太敏感的.通过对C_nB(n=1～6)的光电子能谱性质的研究发现,C₄B容易获得一个电子形成阴离子团簇,但失去一个电子是很困难的,这与实验上观测到的结果非常吻合.     

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.