两个基于混酸配体的十二核锰配合物的合成和结构

应用乙酸锰、高锰酸钾和丙酸(或氯乙酸)混酸体系合成,得到了2个基于Mn12O12核心的十二核锰配合物,分子式分别为[Mn12O12(O2CMe)8(O2CEt)8(H2O)4].2H2O(1)和[Mn12O12(O2CMe)12(O2CCl3)4(H2O)4].4MeCO2H.8H2O(2)。X射线单晶衍射分析表明配合物1结晶于四方晶系I4空间群,晶胞参数为:a=b=2.650 5(3)nm,c=1.349 7(3)nm,Z=4;配合物2结晶于四方晶系I41/acd空间群,晶胞参数为:a=b=2.7067(1)nm,c=2.5880(2)nm,Z=8。这2个配合物结构都具备Mn12O12核心,与其他经典Mn12明星分子的核心相似。中心的Mn4O4立方核通过μ3-氧桥被非共面的Mn8O8环聚集在一起,而16个η2-μ-混合羧酸以不同方向在外围充当连接桥,同时提供了酸性环境。文中还分析了混酸体系的pKa值对配合物结构形成的影响。     

过渡金属硼酸盐K7{(BO3)Zn[B12O18(OH)6]}·H2O的合成与量子化学研究

通过水热的方法合成了一例新的过渡金属硼酸盐K7{(BO3)Zn[B12O18(OH)6]}·H2O(1),并对其进行了红外,热重,能谱以及X-射线单晶衍射和粉末衍射分析。晶体学测试结果表明,化合物1属于正交晶系,Pmn21空间群,晶胞参数a=1.236 51(4)nm,b=0.909 61(3)nm,c=1.304 05(5)nm,V=1.466 72(9)nm3,Z=2,R1=0.049 7,wR2=0.146 8。对{(BO3)Zn[B12O18(OH)6]}7-阴离子簇的量化分析显示此簇中的端基BO3基团对前线分子轨道的贡献最大。除端O原子外,BO3端基的原子电荷较其它B和O原子电荷低。     

荧光金纳米团簇的制备及其在铜离子检测中的应用

在水溶液中以谷胱甘肽(Glutathione,GSH)为稳定剂和还原剂,制备了具有较好荧光性能的金纳米团簇(GSH-AuNCs),对其结构和荧光性能等进行了表征。基于Cu2+对该GSH-AuNCs的荧光具有选择性猝灭作用建立了一种快速且简便的检测痕量Cu2+的方法。考察了检测体系中GSH-AuNCs的浓度、反应时间、pH值等因素对测定的影响。结果表明,在最优实验条件下,GSH-AuNCs的荧光强度与Cu2+的浓度分别在5.0×10-9～4.0×10-6 mol/L(R=0.9940),4.0×10-6～2.0×10-5 mol/L(R=0.9950)范围呈良好线性关系,检出限(S/N=3)为2.0×10-9 mol/L。该方法成功地应用于实际水样中Cu2+的检测。     

Au12M (M=Na,Mg, Al,Si, P,S, Cl)团簇的结构、稳定性和电子性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了Au12M(M=Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl)团簇的结构、稳定性和电子性质.对团簇的平均结合能、镶嵌能、垂直离化势、最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的能级差、电荷布居分析、自然键轨道(NBO)进行了计算和讨论.对于Au12M(M=Na,Mg,Al)团簇,它们形成了内含M原子的最稳定的笼状结构.然而对于Au12M(M=Si,P,S,Cl)团簇,它们却形成了以M元素为顶点的稳定锥形结构.在这些团簇中发现Au12S团簇相对是最稳定的,这是由于Au12S团簇形成了稳定的满壳层的电子结构.自然电荷布居分析表明:对于所有的Au12M(M=Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl)团簇电荷总是从Au原子转向M原子.自然键轨道和HOMO分析表明Au12M团簇中发生了Au原子的s-d轨道和M原子的p轨道间的杂化现象.     

价层电子对互斥理论教学中几个问题的讨论

针对大学课程中价层电子对互斥（VSEPR）理论教学过程中存在的问题,对VSEPR理论的理论基础、过渡金属不适用于VSEPR理论的原因以及与杂化轨道理论之间的关系进行了讨论,并提出了教学建议。     

In_nAs_n(n=1～20)小团簇几何结构与电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用B3LYP下的赝势基组LanL2DZ,研究了In_nAs_n（n=1～20）团簇的基态几何结构、相对稳定性、电子性质及其振动光谱.结果表明,当n=5～11时团簇的基态构型为层状结构;当n=12～20时团簇的基态构型为笼状结构.团簇平均结合能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙均在n=9,12,18出现极大值,说明In₉ As₉、In₁₂ As₁₂和In₁₈ As₉18)为幻数团簇.另外,HOMO-LUMO能隙的计算结果表明In_nAs_n（n=1～20）团簇具有宽带隙半导体特征.     

(KN3)n(n=1~5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论B3LYP方法, 在6-311G*基组水平上对(KN3)n(n=1~5)团簇各种可能的结构进行了几何结构优化, 预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷分布和稳定性性质进行了分析研究. 结果表明, 叠氮化合物中叠氮基以直线型存在, KN3团簇最稳定结构为直线型, (KN3)n(n=2~3)团簇最稳定结构为环形结构, (KN3)n(n=4~5)团簇最稳定结构是由(KN3)2团簇最稳定结构形成的平面和空间结构. N-N 键键长在0.1156~0.1196 nm之间, N-K键键长在0.2357~0.2927 nm之间; 叠氮基中间的N原子显示正电性, 两端的N原子显示负电性, 且与K原子直接作用的N原子负电性更强, 金属K原子与N原子之间形成离子键. (KN3)n(n=1~5)团簇最稳定结构的IR光谱最强振动峰均位于2180~2230 cm-1, 振动模式为叠氮基中N-N键的反对称伸缩振动. 稳定性分析显示, (KN3)3团簇具有相对较高的动力学稳定性.     

Ni13Pr3B2电子结构和磁性能第一性原理研

考虑电子自旋极化作用,本研究基于第一性原理的全电子投影缀加平面波赝势法理论,采用局域自旋密度近似LSDA,对Ni13Pr3B2金属间化合物进行结构优化,计算体系晶格常数,电子结构和磁性能。结果表明,Ni13 Pr 3B2为带隙很小的金属导体。LSDA近似下体系原子间存在复杂作用类型,Pr原子与近邻Ni、B原子以离子键作用为主,Ni原子与近邻Ni原子间表现共价作用情形。体系存在Pr -Ni铁磁耦合,总磁矩约2.80212μB,主要由Pr原子磁矩提供,自旋极化引起体系Pr-4f、Ni-3p、Pr-5p电子自旋劈裂为体系表现磁性的根本原因。     

Li2Bn(n=1—10)团簇的几何结构和电子性质

应用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法在6-311+G(d)水平上计算并分析了Li2Bn(n=1-10)团簇的几何结构及电子性质.同时,讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分和极化率.研究表明: Li2Bn(n=1-10)团簇基态大多为立体构型. 能级间隙和二阶能量差分结果表明Li2B8是幻数团簇.对平均线性极化率和极化率的各向异性不变量研究表明,基态Li2Bn团簇的电子结构随B原子的增加虽然趋于紧凑,但尚未形成特定的堆积方式.     

基于密度泛函理论的Pd_nZr(n=2～8)团簇的结构和性质研究

利用密度泛函理论中的B3LYP/LanL2DZ方法对Pd_nZr（n=2～8）团簇的几何结构、稳定性、电子性质进行了研究.在优化出的结构的基础上,讨论了Pd_nZr（n=2～8）团簇的生长模式,计算了团簇基态的平均结合能,离解能,二阶能量差分以及最高占据轨道与最低空轨道之间的能隙.研究表明,较大尺度的Pd_nZr（n=2～8）团簇的基态是通过在Pd_n-1Zr的基础上增加一个Pd原子并与其中的Zr原子相连而形成的;在纯钯团簇中掺杂锆原子后可以提高团簇的稳定性,多数情况下可以降低团簇的化学反应活性;Pd_nZr（n=2～8）基态团簇中的电荷转移总是从Zr原子到其他Pd原子.