理论研究BrCI^＋低激发电子态势能曲线和光谱性质

应用量子化学中高等级的多参考组态相互作用方法计算了环境科学中重要的分子离子BrCl^＋的基态和低激发态的势能曲线与光谱常数,详细分析了旋轨耦合作用对电子结构和光谱性质的影响,确认了基态X^2П和低激发电子态的多组态特征,得到了基态X^2П的旋轨耦合分裂能1814cm^-1,与实验值2070cm^-1接近。预测了^2П（Ⅱ）态的旋轨耦合分裂能为766cm^-1。估算了3／2（Ⅲ）-X3／2和1／2（Ⅲ）-1／2（I）跃迂的偶极跃迁矩和Frank-Condon因子,讨论了它们的跃迁辐射寿命。     

密度泛函理论在分子磁学中的应用——混合价三核锰配合物磁性的理论研究

在对混合价化合物分类的基础上, 将双核耦合模型推广到三核磁耦合体系, 重点研究定域与离域两类混合价化合物的磁学性质. 以混合价三核锰为例, 应用密度泛函理论方法计算了定域与离域 [Mn3O(O2CH)6L3]z+(L=pyridine; z=0)化合物的电子结构, 得到与实验可比较的磁耦合常数J. 结果表明, 密度泛函理论(DFT)结合对称性破损(BS)方法可用于此三核混合价体系; 对于完全离域的混合价Mn3Ⅱ,Ⅲ,Ⅲ体系, 必须考虑电子的离域作用对磁耦合的影响, 其Hamiltonian量应该包含双交换参数B. 为便于比较, 同时计算了等价三核锰化合物[Mn3O(O2CH)6L3]z+(L=pyridine; z=1)的磁学性质.     

正则局部Lipschitz函数可微性的几何条件

Ｂａｎａｃｈ空间的范数可微性可用它的单位球面来刻画．本文把这些范数可微性的几何条件推广到正则局部Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ函数情形．     

[CuNRR']4类簇合物中Cu的共价和化学键

化学工作者合成了很多含多个Cu(I)的化合物, 但是这类化合物中是否有直接的Cu—Cu成键的问题一直没有解决. 文中用密度泛函方法研究了[CuNRR']4型簇合物, 几何结构优化的结果和试验符合得很好, 定域化后的分子轨道表明有四个Cu—Cu σ 键形成正方形的Cu₄­环, 另外每相邻的两个Cu原子之间有Cu—N—Cu桥键相连, 共有4个这种3中心4电子Cu—N—Cu桥键. 并且还提出一种新的分子片的共价的概念描述这类簇合物中的化学键.     

基于顺磁稀土离子的磁性分子材料

构建含镧系稀土金属离子的分子基磁性材料是当前分子磁学研究的重要领域之一．本文按照单稀土离子,稀土离子-稀土离子（4f-4f）相互作用体系,稀土离子．过渡金属离子（4f-3d）相互作用体系,稀土离子．自由基（4f-p）相互作用体系的顺序,介绍了含镧系稀土金属离子的单离子磁体,基于稀土金属离子,过渡金属离子和自由基多核簇的单分子磁体、单链磁体和磁有序体系的磁学性质．根据磁性分子材料中自旋载体和磁耦合性质的不同,分别用实例介绍了磁耦合、磁有序和磁驰豫性质的特点和来源．首先,本文综述了孤立的单稀土离子配合物体系的结构和磁学性质．由于稀土金属离子的4f电子具有强的旋轨耦合作用和较大的磁各向异性,所以有些单稀土离子配合物如双酞菁铽、镝等体系具有慢的磁驰豫行为,其低温下的磁滞回线呈现台阶状,被称为单离子磁体．该类分子基磁性配合物慢磁驰豫性质的来源可以用镧系稀土离子的电子自旋磁矩、轨道磁矩、核自旋磁矩之间的相互作用解释．具有场诱导缓慢磁驰豫行为的单稀土离子配合物是另一类引起关注的磁性分子材料．该类配合物在零场下交流磁化率的虚部没有峰值,而在一定的外磁场下,其交流磁化率的虚部出现峰值并具有频率依赖性．这种现象可能可以归因为体系的Kramer简并基态在外场下消除了快的磁驰豫过程,使慢的磁驰豫过程,如Orbach过程成为主导．其次,本文综述了稀土离子的4f电子之间的磁耦合作用和磁学性质．一方面,对于具有4f^7电子构型的含Gd（III）离子配合物,f电子之间的磁耦合作用主要是各向同性磁交换作用．由于4f电子能量很低,同其他稀土离子f电子之间的耦合作用被外层轨道屏蔽,所以磁耦合常数很小,无法形成磁有序的结构;另一方面,对于有强旋轨耦合作用的非4f^7电子构型的稀土离子配合物,由于理论计算和拟合上的困难,其4f电子之间的磁耦合作用的机理研究还很少．值得关注的是,有报道发现Dy3簇合物具有单分子磁体的性质,并且基态几乎是非磁的,其磁性来源主要是丰富的低激发态能谱,也就是说,一般认为的单分子磁体必须具有大的自旋基态并不是发生缓慢磁驰豫行为的必要条件．再次,本文综述了稀土金属离子一过渡金属离子簇合物的磁学性质．由于4f-3d之间的磁耦合作用要远大于4f-4f电子之间的磁耦合作用,所以此类配合物磁学性质和磁构关系的研究相对较多,其磁学性质也相对丰富．由于Gd离子和Cu离子的旋轨耦合作用较小,理论计算和磁性数据的拟合相对简单,所以对于磁构关系和磁耦合性质的研究主要集中在Gd—Cu体系．对于存在强旋轨耦合作用的其他镧系稀土离子,可能出现磁有序,慢的磁驰豫等其他磁学现象．实验上也合成了一些基于4f-3d作用的单分子磁体和单链磁体．此外,本文还综述了稀土金属离子．自由基体系的磁学性质．对于自由基与稀土金属离子之间的耦合,由于不需要通过抗磁性的其他原子,所以可能产生比4f-4f,4f-3d体系更强的磁耦合作用．实验上,也的确发现了一些具有磁有序行为的4f-自由基分子磁性材料,但磁有序主要发生在低温区．最后,对稀土分子基磁性材料研究中需要解决的问题和未来发展前景进行了展望．     

[Fe(N2H5)2(SO4)2]n的合成、结构和磁性质

采用水热合成方法得到一例新的过渡金属铁(Fe)的含肼硫酸盐: [Fe(N₂H₅)₂(SO₄)₂]_n (1). 用单晶X射线衍射的方法对其晶体结构进行了表征. 结果表明, 该化合物以硫酸根为桥连配体, 质子化的肼分子为端基配体, 形成一维(1D)链状结构. 肼分子和硫酸根形成的链间氢键, 将1D链进一步扩展成三维(3D)结构. 磁性测试表明化合物在低温下显示出反铁磁有序的磁行为.     

Asplund空间中方向上导数和序列法紧性质分析法则

研究了广义微分结构中的集合方向Mordukhovich法锥、集值映射的方向上导数,以及集合和集值映射的方向序列法紧性的分析法则. 基于集合方向Mordukhovich法锥的交集法则,在方向内半紧性假设下,建立了集合的方向Mordukhovich法锥、集值映射的方向上导数的分析法则.此外,借助Asplund乘积空间中集合的方向序列法紧性的交集法则, 在方向内半紧性和相应的规范条件下,建立了集合和集值映射的(部分)方向序列法紧性的加法、逆像、复合等法则.     

单核Gd化合物的场依赖磁弛豫和磁热效应研究

合成了两例具有局域D_4d对称性的单核钆配合物: Gd(THD)₃L (THD=2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮, L=Phen (1,10-菲罗琳, 1), Bpy (2,2'-联吡啶, 2). 磁性研究表明其在低温下具有较大的磁热效应, 在2.5 K时, 0到5 T外磁场下的磁熵变(-ΔS_m)分别高达17.0和18.4 J·kg^-1·K^-1. 研究发现, 化合物1, 2还同时具有明显的场依赖磁弛豫性质. 通过分析弛豫时间随外加磁场和温度变化的关系, 发现其低场下的弛豫行为可以用共振声子俘获机制来解释, 高场下的弛豫行为则可能来源于直接过程.     

无机类似富勒烯分子[CuCl]20[Cp*FeP5]12[Cu(CH3CN)2+Cl-]5中Cu的共价和化学键的密度泛函

用密度泛函方法研究了最近合成的无机类似富勒烯分子{[CuCl]₂₀[Cp^*FeP₅]₁₂[Cu(CH₃CN)₂⁺Cl^-]₅} 的电子结构和化学键; 用Amsterdam密度泛函软件对该分子的三个基本结构单元进行了几何优化, 几何结构优化的结果和试验几何结构符合得很好. Boys-Foster分子轨道定域化方法得到的定域化轨道给出了该分子中成键情况的清晰图像; 并用软-硬Lewis酸碱理论和新的共价概念解释了为何CuCl可以与Cp^*FeP₅ 在CH₃CN溶剂中反应生成无机类似富勒烯分子.     

理论研究BrCl~ 低激发电子态势能曲线和光谱性质

应用量子化学中高等级的多参考组态相互作用方法计算了环境科学中重要的分子离子BrCl 的基态和低激发态的势能曲线与光谱常数,详细分析了旋轨耦合作用对电子结构和光谱性质的影响,确认了基态X2Π和低激发电子态的多组态特征,得到了基态X2Π的旋轨耦合分裂能1814cm-1,与实验值2070cm-1接近.预测了2Π(Ⅱ)态的旋轨耦合分裂能为766cm-1.估算了3/2(Ⅲ)-X3/2和1/2(Ⅲ)-1/2(Ⅰ)跃迁的偶极跃迁矩和Frank-Condon因子,讨论了它们的跃迁辐射寿命.