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。     

簇模型选取的配位数原则——CO/ZnO吸附体系的ab initio研究

提出并以ZnO为例初步考察了用于金属氧化物的簇模型选取的配位数原则,即尽可能选取边界悬空键总数最少的簇模型,使簇模型"边界效应"尽可能低.在此基础上研究了CO在一系列按配位数原则选取的(ZnO)n表面簇模型上的吸附行为.结果表明,配位数原则有效地缩小了簇模型的选取范围;依配位数原则确立的ZnO表面簇模型,能够对CO/ZnO吸附体系给出合理的定性解释.计算还表明,考虑相关效应有助于进一步改善计算结果.     

过渡金属异核原子簇化学键研究 1: Ⅷ-Ⅷ, ⅥB-Ⅷ族双金属原子簇电子结构研究

本文对18个Ⅷ族双金属四面体簇和16个ⅥB-Ⅷ异金属四核簇进行了量子化学研究, 用DV-Xα方法讨论了它们的化学键、电荷转移、能级态密度。计算结果表明: Ⅷ族四面体簇需36个金属电子, 其中12个形成6个金属簇骼轨道, 24个与配体成键; ⅥB-Ⅷ异金属簇核中, 因两金属能带、电负性差异, ⅥB原子易向Ⅷ原子转移电荷, 环戊二烯基配体促进这一过程; 异金属簇能级总价带比单金属簇收缩, 而d能带比单金属簇展宽。     

NixZry(x:y=1∶2或2∶1)团簇的量子化学研究

根据化学键理论和拓扑学原理,设计了非晶态团簇NixZry(x:y=1∶2 或2∶1, x+y≤9)的几十种可能的构型,并应用量子化学从头算方法对它们的几何构型进行了优化,分析比较了这些构型的能量和稳定性。结果表明对于NixZry(x:y=1∶2)低对称性的平面构型最稳定,而NixZry(x:y=2∶1)三棱柱构型最稳定。这可能是由于两者外层价电子的数量差异所致： Zr仅有4个价电子,较适宜配位数低的平面构型,而Ni（4s23d8),更适宜立体构型。     

Pd~n-CO(n=1～7)簇模型的从头算研究

本文采用带相对论校正赝势的金属态原子基组, 对Pd~n-CO(n=1～7)簇模型进行了从头算研究。通过比较依据最低自旋态原则和金属态原则的计算结果,指出了两种原则的优缺点。总的计算结果表明, 依据金属态原则, 其结果可以更好地符合CO/Pd吸附体系的实验数据, 并认为CO/Pd吸附过程的成键作用主要是CO(5σ)→Pd(5sp)与Pd(5sp)→CO(2π^*)的σ/π授受作用。     

过渡金属纯簇和混合簇的密度泛函研究:Nb4,Co4和Nb2Co2

用密度泛函方法对过渡金属双原子Nb₂,Co₂和NbCo的电子态进行研究,得到三者的基态分别为³∑_g^-,⁵∑_g⁺和³△.并以此为基础,讨论四核簇Nb₄,Co₄和No₂Co₂的成键情况,发现稳定的单金属簇Nb₄具有高对称性的密堆结构,稳定的Co₄具有低对称性的变形封闭结构,两者都是典型的金属键;而Nb₂Co₂在封闭式结构中是一般的金属键,在线形结构中有强弱交替的定域键,Nb原子易相互靠近成键,Co原子趋于远离不成键.三种团簇的多重度以Nb₄＜Nb₂Co₂＜Co₄顺序依次升高.     

从头算VB-MP2组合方法

提出了一种经济实用的价键计算方法VB-MP2方法.将体系的电子分为非活性电子和活性电子,应用MP2方法计算非活性电子的相关能效应,用VB方法处理活性电子.测试计算表明,该方法保持了价键方法的特点,且计算结果比传统的使用芯-价分离技术的价键方法有较大的改善.     

卤素氮氧化物的结构和光谱性质的理论研究

通过DFT/B3LYP计算,优化了卤素氮氧化物XNO_2及其异构体XONO（X = F,Cl ,Br,I）的平衡几何构型,预测了异构体的相对稳定性及其相互转化的活化能垒 。在B3LYP和QCISD（T）计算水平上,确定了X-NO_2键的解离能。应用与时间有关 的密度泛函理论（TD-B3LYP）计算了XNO_2低激发态的跃迁能,并讨论了这些激发 态与卤素氮氧化物光诱导解离过程的关联。     

化学反应的价键理论研究

根据价键波函数的对称性及基态、激发态化学键与键表的对应 ,可以把轨道对称守恒原理和键对称规律表述成“价键结构对称性匹配” .价键结构对称规则通过对反应物和产物的价键结构进行对称性分析 ,可以直接预测化学反应活性 ,无需依赖理论计算结果 .在价键结构对称性分析的基础上 ,应用多VB结构计算方法 ,建立了反应H HLi→H2 Li和H LiH→HLiH(cyclic)→HLi H的曲线交叉VB图 ,讨论了能垒及过渡态的形成机制 .计算结果表明 ,H原子交换反应H LiH HLi H是一个两步过程 .     

小分子硫原子团簇正离子的结构稳定性

用分子图形软件设计出49种硫原子团簇Sn+(n=3～13)的结构,使用B3LYP密度泛函进行几何构型优化和振动频率计算,根据分子的总能量得出最稳定的同分异构体.在硫原子团簇正离子中,大部分原子为二配位成键.带有一、三配位的原子结构的总能量较高.部分最稳定硫原子团簇正离子的构型与最稳定的中性硫原子团簇的构型完全不同.