外电场下C_4F_7N分子的结构与特性

C_4F_7N作为优质的SF_6环保型替代气体而备受关注.为了研究外电场对C_4F_7N分子结构和性能的影响,本文采用密度泛函明尼苏达M06-2X方法分别在6-311g(d,p)基组和aug-cc-pVTZ基组水平上对C_4F_7N分子进行优化,分析了不同外电场(0-0.040 a.u., 1a.u.=5.142×10~(11) V/m)作用下分子的结构和能量变化,外电场对分子红外光谱、ADCH电荷、偶极矩以及极化率的影响.研究结果表明:随着电场的增强,分子各键长均发生变化,其中R(1,4)、R(4,5)、R(1,12)、R(2,7)变化明显,R(1,4)、R(4,5)键长逐渐伸长,R(1,12)、R(2,7)键长逐渐缩短,分子总能量降低,偶极矩和极化率升高,C_4F_7N分子稳定性随着电场的增强而降低;分子红外光谱高频区吸收峰较为密集,且既有红移也有蓝移;ADCH原子电荷发生显著变化.     

外电场下c-C_4F_8和C_3F_7CN分子福井函数与电负性研究

为了量化研究外电场对c-C_4F_8和C_3F_7CN气体化学稳定性和灭弧性能的影响,采用密度泛函B3LYP方法在6-311G~*基组水平上计算了其福井函数、简缩福井函数和电负性.结果表明:c-C_4F_8内亲电、亲核反应位点均在F原子上,随着电场在-0.03a.u.至0.03a.u.范围内变化,碳环上关于电场方向对称的两组F原子的简缩福井函数变化一致,位于电场方向的两组F原子的简缩福井函数变化呈现互逆性;c-C_4F_8的电负性随着电场绝对值的增大而增强.C_3F_7CN内亲电、亲核反应位点均为5N、4C、12F,随着电场变化,5N、4C亲电反应活性增强,亲核反应活性减弱,12F亲电反应活性减弱,亲核反应活性增强;相比c-C_4F_8,C_3F_7CN电负性受电场大小和方向的影响,随着电场的变化而逐渐减弱.无外电场时,c-C_4F_8和C_3F_7CN的电负性分别为SF_6的0.67倍和0.77倍.     

基于密度泛函理论的外电场下c-C4F8的结构及其特性

采用密度泛函理论CAM-B3LYP/DGDZVP2对c-C4F8进行优化计算,得到基态分子结构.在该结构基础上施加线性外电场(0~10.284 V·pm^-1),获得了c-C4F8的几何特性、能量、前线轨道能级、键能和红外光谱数据.结果表明:当电场沿x轴变大时,c-C4F8的点群从D2d变为C1,偶极矩和极化率不断增大,结构稳定性降低;分子总能量和能隙不断减小,且C(4)-F(10)键的键能降低速度最快,最有可能率先在外电场作用下断裂,导致c-C4F8结构和对称性被破坏.同时c-C4F8的绝热电子亲和能单调上升,分子吸收自由电子的能力增强;红外光谱中,吸收峰的个数增加,4个主要吸收峰发生了红移.     

A New Manganese(Ⅱ) Coordination Compound Constructed by 1,10-Phenanthroline Derivative and Chlorine Anions: Synthesis,Crystal Structure and Theoretical Calculation

The new manganese(Ⅱ) coordination compound, [Mn(Cl)_2(L)_2](1, L = 11-fluorodipyrido[3,2-a:2?,3?-c]phenazine), has been achieved under hydrothermal conditions. The structure of compound 1 was determined by single-crystal X-ray diffraction. 1 crystallizes in monoclinic system, space group C2/c with a = 8.419(2), b = 12.286(2), c = 28.451(6) ?, β = 95.889(3)°, V =2927.5(10) ?~3, Z = 4, C_(36) H_(16) MnF_2 Cl_2 N_8, M_r = 724.41, D_c = 1.644 g/cm~3, F(000) = 1460, μ(Mo Ka)= 0.691 mm~(-1), R = 0.0445 and wR = 0.0982. Adjacent compounds are stacked by one type of π-πinteraction among L ligands to generate a 1D supramolecular chain. Further, the 1D supramolecular chains are stacked by another type of π-π interaction among L ligands to give a 2D supramolecular layer. Moreover, the C-F···π interactions between the carbon atom of the L ligand and the pyrazine ring of the adjacent L ligand further stabilize the supramolecular layer of 1. In addition, natural bond orbital(NBO) analysis has been calculated by the B3LYP/LANL2DZ method, which shows obvious covalent interaction between the coordinated atoms and Mn(Ⅱ) ion.     

外电场作用下C_6F_(12)O分子的结构和激发态

采用明尼苏达密度泛函(M06-2X)在6-31G(d)的基组水平上对C_6F_(12)O分子在不同外电场强度(0.000a.u.～0.040a.u.)下进行了计算。分析了不同外电场下基态的分子结构、原子电荷布居、偶极矩、分子总能量。然后利用TD-DFT方法研究了各电场下C_6F_(12)O分子的激发态激发能、波长、振子强度和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)。结果表明分子的基态和激发态性质与外电场呈依赖关系。随着外电场的增强,分子总能量逐渐减小,偶极矩增大。分子的激发态能总体上减小,C_6F_(12)O分子变得容易激发。C_6F_(12)O分子由基态跃迁到激发态光子吸收波长总体增大,且主要集中在紫外区域。激发态的振子强度部分增加部分减少,变化复杂。UV-vis光谱随着外电场的增加,在无外电场时曲线上132 nm和162 nm出现的2处吸收峰均发生红移。     

纳米SiO_2掺杂对有水环境下间位芳纶绝缘纸性能影响的研究

为了进一步了解SiO_2纳米粒子掺杂对有水环境下间位芳纶绝缘纸性能的影响以及有、无水环境下芳纶绝缘纸性能的变化,本文利用分子动力学的方法建立了有水存在的芳纶分子模型、经SiO_2纳米掺杂后的芳纶分子模型以及无水参与的芳纶分子模型,研究了SiO_2纳米掺杂和水分对芳纶绝缘纸在玻璃转化温度、均方位移及力学模量方面的影响.研究结果表明,水分的存在使得芳纶绝缘纸的玻璃转化温度由原先的549 K降为523 K,在此基础上进行纳米SiO_2掺杂后玻璃转化温度可以由523 K提升到530 K.与无水环境芳纶绝缘纸的均方位移相对比可以发现,水分的存在在一定程度上提高了芳纶分子的链运动进而削弱了绝缘纸的热稳定性,而SiO_2纳米改性可以减弱水分对芳纶绝缘纸的这种不利影响.改性后的绝缘纸在有水环境下的力学性能得以提升,通过对比有、无水环境下芳纶绝缘纸的力学模量可以发现,一定水分的加入反而使得绝缘纸的力学性能得到了一定的提升.最后对所得模拟结果进行了理论分析,为提升芳纶绝缘纸的性能提供了有益的参考.