线性BC2nB (n＝1～12)的结构特征和电子光谱的理论研究

应用密度泛函理论, 在B3LYP/6-31G^*水平上优化得到了线性簇合物BC_2nB (n＝1～12, D_(h)的平衡几何构型, 并计算了它们的谐振动频率. 在优化平衡几何构型下, 通过TD-B3LYP/cc-pvDZ和TD-B3LYP/cc-pvTZ计算, 分别得到了n＝1～12和n＝1～7的电子跃迁的垂直激发能和对应的振子强度. 在B3LYP/6-311＋G^*水平上计算得到了簇合物BC_2nB (n＝1～12, D_(h)的电离能. 基于计算结果, 导出了BC_2nB体系电子跃迁能以及第一电离能与体系大小n的解析表达式.     

(GaP)n和(GaP)n－ (n＝10～16)团簇的结构与稳定性研究

采用密度泛函理论B3LYP/Lanl2dz方法对(GaP)_n和(GaP)_n^－ (n＝10～16)团簇的一系列异构体的结构和稳定性进行了研究. 讨论了中性团簇得到一个电子之后, 几何结构和电子性质的变化. 频率分析预测出最强吸收峰位于341～390 cm^－1区域. 从能隙、结合能和能量二次差分等方面综合考虑, 具有T_h对称性的(GaP)₁₂和(GaP)₁₂^－分别是中性(GaP)_n和阴离子(GaP)_n^－团簇中最稳定的, 而具有T_d点群结构的(GaP)₁₆也比较稳定, 究竟哪种结构易于合成还有待于实验的进一步证实. 在相同理论水平上计算了基态(GaP)_n (n＝10～16)的绝热电子亲合势(AEAs)及其基态阴离子的垂直电离能(VDEs), 这对以后的实验数据分析将有一定的参考价值.     

VB2n-(n=8~12)团簇几何结构、电子及热力学特性的理论研究

基于卡里普索结构预测程序和密度泛函理论的第一性原理计算,搜索确定了VB_2n^-（n=8~12）团簇的基态和亚稳态结构。结果发现,V原子的掺杂完全改变了原硼团簇的结构并提高了原体系的稳定性。掺杂体系基态结构分别呈现高对称性的鼓状（VB₁₆^-：C_2v）、管状（VB₁₈^-：C_2v和VB₂₀^-：C_s）及笼状（VB₂₂^-：C₂和VB₂₄^-：D_3h）结构。基于基态结构,研究了体系的电荷转移和极化率,拟合出了光电子能谱、红外和拉曼谱图,分析了流变键和芳香特性。最后,研究了体系的热力学特性,讨论了温度对热力学参数的影响。     

AlmN2和AlmN2＋ (m＝1～8)团簇结构与稳定性的量子化学研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-311G*水平上对Al_mN₂和Al_mN₂^＋ (m＝1～8)团簇的几何构型、电子结构、振动频率和分子轨道进行了理论研究. 结果表明, Al_mN₂类团簇的基态结构有两种基本构型, 一种是以N—N键为核心周围与Al原子相配位形成的, 一种是由两个Al_nN (n≤m/2)分子碎片通过共用Al原子或Al—Al键相互结合形成的. 对Al_nN分子碎片相互结合形成结构的绝热电离能讨论得到, m为偶数的团簇比m为奇数的稳定.     

超声辐射下O,O'-二正丁基-α-(4-三氟甲基苯胺基)-2-氟苯基膦酸酯的合成与晶体结构

采用BF₃•Et₂O催化和45 kHz超声辐射下亚磷酸丁酯与邻氟苯甲醛、对三氟甲基苯胺在78～80 ℃, 无溶剂条件下进行类 Mannich 反应, 0.5 h即可以较高收率获得目标化合物α-氨基膦酸酯(4), 其结构经元素分析, ¹H NMR, IR及MS确认. 对化合物晶体结构进行X衍射分析, 结果表明化合物属单斜晶系, 空间群P2(1)/c, 晶胞参数a＝1.348(4) nm, b＝1.734(4) nm, c＝1.099(3) nm, α＝90°, β＝109.71(4)°, γ＝90°, V＝2.417(11) nm³, Z＝4, D_c＝1.268 g/m³, μ＝0.166 mm^－1, F(000)＝968.     

基于密度泛函理论分析团簇ConMoS(n=1~5)电子性质、光学性质及磁性

为了从理论层面深入探究团簇Co_nMoS （n=1~5）的电子性质、光学性质及磁性,弄清其内在关联,依据拓扑学原理和密度泛函理论,在B3LYP/def2-TZVP量子化学水平和多个自旋多重度下对该团簇进行结构优化并分析。结果表明：团簇Co_nMoS共有21种稳定构型;通过对NPA （自然布居分析,natural population analysis）电荷、静电势、亲电指数、电离势、光学电负性和折射率等分析得出,金属原子有高概率失去电子,非金属原子相对更容易得到电子,团簇Co₅MoS中的构型5a在最稳定构型中有高的得失电子能力、反应活性和折射率,Co和Mo原子易发生亲核反应,S原子易发生亲电反应;对该团簇自旋布居数、原子磁矩、轨道磁矩和态密度分析发现,该团簇磁性主要由Co原子的d轨道提供,且团簇Co₃MoS表现出了比其它尺寸团簇更为稳定和优异的磁性。最终得出团簇Co₃MoS在磁性方面有较好的表现且构型5a在活性和光学领域有一定的潜力。     

(XY)12 (X═B, Al; Y═P)团簇的结构与稳定性

采用B3LYP/6-31G*方法, 对(XY)₁₂ (X═B, Al; Y═P)笼状团簇的同分异构体进行优化, 筛选出能量最低的构型. 讨论它们的几何构型、HOMO-LUMO能隙、生成焓、核独立化学位移(NICS)和自由能. 得到(BP)₁₂和(AlP)₁₂团簇的最稳定构型均为具有T_h对称性的四、六元环组成的笼, 亚稳态结构中含有五元环.     

(H2teta)2{[Ni(teta)][Fe(CN)6]2}•17H2O (teta＝5,7,7,12,14,14-Hexa-methyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane)超分子化合物的合成、晶体结构和磁性质研究

将Ni(teta)(ClO₄)₂ (teta＝5,7,7,12,14,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane)的DMF溶液和K₃[Fe(CN)₆]的水溶液在填充了琼脂冻胶的U型管中通过扩散反应, 得到了标题化合物(H₂teta)₂{[Ni(teta)][Fe(CN)₆]₂}•17H₂O, 该化合物晶体属三斜晶系, 空间群P1, 晶胞参数为a＝0.9998(2) nm, b＝1.5514(3) nm, c＝1.6647(4) nm, α＝114.15(2)°, β＝100.91(2)°, γ＝93.42(2)°, V＝2.2863(10) nm³, z＝1, D_c＝1.196 g•cm^－3, F(000)＝890, μ＝5.84 cm^－1, GOF＝0.894, R₁＝0.0582, wR₂＝0.1446 [I＞2σ(I)]. 该化合物的基本单元由2个[H₂teta]^2＋阳离子、1个{[Ni(teta)][Fe(CN)₆]₂}^4－阴离子和17个水分子组成, 它们之间通过N—H…N氢键而形成具有二维平面结构的超分子化合物. 1.8～300 K变温磁化率研究表明, 化合物中三核体系Fe (s＝1/2)-Ni (s＝1)-Fe (s＝1/2)中心原子间通过氰基桥联而发生强的铁磁相互作用, 磁参数J＝4.33 cm^－1, g＝2.6, θ＝60 K. 通过TG-DTG测定了配合物的热稳定性.     

原子簇FenB2(n=1～6)结构和性质的DFT研究

本文对上百个Fe_nB₂和Fe_n(n=1～6)原子簇模型进行密度泛函理论计算，用来模拟非晶态合金Fe-B体系的局域结构，并考察类金属元素硼的引入对体系性质的影响。将优化构型的键长和电荷分布与实验数值进行比较，发现本文所使用的原子簇模型在一定程度上可以真实、准确地反映非晶态合金Fe-B体系的局域结构。利用这些构型，我们对其键级、电子、催化以及磁学性质进行了讨论。结果表明：原子簇中均存在着强烈的Fe-B键作用，其中在高铁含量原子簇中Fe-Fe键的作用也较为明显；综合热力学、费米能级及态密度的研究结果，发现原子簇Fe₄B₂在合成氨和固氮过程中有可能表现出更为优越的催化活性。结合对原子簇Fe_n和Fe_nB₂(n=1～6)平均3d轨道布居数的分析，发现原子簇Fe_nB₂(n=1～6)的平均磁矩均小于相应原子簇Fe_n(n=1～6)的理论数值和纯金属铁的实验数值(5.7～6.0 BM)，也就是说原子簇Fe_nB₂(n=1～6)均表现出软磁性。     

GamN (m＝1～9)团簇结构与稳定性的量子化学研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-31G*水平上对Ga_mN (m＝1～9)团簇的几何构型、电子结构、振动频率等性质进行了理论研究. 给出了将Ga_mN团簇中化学键键型和成键数目的多少与团簇的稳定性相结合, 可以较快找到Ga_mN团簇基态结构的一种方法. 通过对基态结构的能量二次差分讨论, 得到m为奇数的Ga_mN团簇比m为偶数的稳定.     

基于密度泛函理论分析团簇ConMoS(n=1~5)电子性质、光学性质及磁性

为了从理论层面深入探究团簇 Co_nMoS(n=1~5)的电子性质、光学性质及磁性,弄清其内在关联,依据拓扑学原理和密度泛函理论,在B3LYP/def2-TZVP量子化学水平和多个自旋多重度下对该团簇进行结构优化并分析。结果表明：团簇ConMoS共有21种稳定构型;通过对NPA(自然布居分析,natural population analysis)电荷、静电势、亲电指数、电离势、光学电负性和折射率等分析得出,金属原子有高概率失去电子,非金属原子相对更容易得到电子,团簇Co₅MoS中的构型5a在最稳定构型中有高的得失电子能力、反应活性和折射率,Co和Mo原子易发生亲核反应,S原子易发生亲电反应;对该团簇自旋布居数、原子磁矩、轨道磁矩和态密度分析发现,该团簇磁性主要由Co原子的d轨道提供,且团簇Co₃MoS表现出了比其它尺寸团簇更为稳定和优异的磁性。最终得出团簇Co₃MoS在磁性方面有较好的表现且构型5a在活性和光学领域有一定的潜力。     

C59XH (X＝N, B)自由基加成区域选择性的理论研究

用半经验的AM1方法, 对C₅₉XHCl_2n (X＝N, B; n＝1～2)和C₆₀H₂Cl_2n (n＝1～2)的异构体进行几何构型全优化和振动频率计算, 结合密度泛函B3LYP/6-31G*单点能计算确定各异构体的相对稳定性. 对比C₅₉XH (X＝N, B)和C₆₀H₂的H₂加成方式, 计算结果表明H₂或Cl₂加在碳笼官能化部分的邻近位置在能量上都是有利的; C₅₉NH和C₅₉BH自由基多加成物区域选择性的差别可归因于N原子和B原子电子性质的不同; 立体效应是导致H₂和Cl₂加成方式不同的主要原因.     

α-取代氨基氟代苯基膦酸酯衍生物的合成、晶体结构与抗癌活性

利用席夫碱与亚磷酸酯反应, 合成了新型O,O'-二烷基-α-(6-甲氧苯并噻唑-2-基氨基)-4-氟苯基膦酸酯化合物, 结构经元素分析, IR, ¹H NMR, ¹³C NMR和X单晶衍射确认. X单晶衍射测试结果表明: 化合物3d分子属于四面体晶系, 空间群I4(1)/a, a＝2.1055(3) nm, b＝2.1055(3) nm, c＝2.0521(5) nm, α＝90.00°, β＝90.00°, γ＝90.00°, V＝0.9098(3) nm³, Z＝16, D_c＝1.321 mg/m³, ＝0.250 mm^－1, F(000)＝3808. 化合物还存在着1个分子内氢键[N(2)—H(2)…O(1)]. 生物测定表明化合物3f在20 g/mL浓度下对PC3细胞的抑制率为84.3%.     

助熔剂法制备的LaMgAl11O19∶Eun+(n=2，3)的发光特性

LaMgAl₁₁O₁₉∶Euⁿ⁺(n=2,3) was synthesized by solid state reaction using H₃BO₃ as a flux at 1 400 ℃ for 4 hours. And their luminescent properties was investigated under UV and VUV excitation. Strong pure blue emission due to d-f transition of Eu²⁺ was observed in LaMgAl₁₁O₁₉∶Eu²⁺ both in 254 nm and 147 nm excitation. At the same time, red emission due to ⁵D₀ → ⁷F_J (J=0, 1, 2, 3, 4) transition of Eu³⁺ also observed in LaMgAl₁₁O₁₉∶Eu³⁺. The dependence of emission intensity of blue/red emission on Eu²⁺ / Eu³⁺-content was evaluated. The result indicated that the blue emission intensity was arrived optimum when Eu²⁺-content was 0.10 mol·mol^-1under both UV and VUV excitation while red emission intensity reached optimum when Eu³⁺-content was 0.125 mol·mol^-1 under UV excitation. This suggests that LaMgAl₁₁O₁₉∶Eu²⁺ phosphors could be potential blue phosphor for the application in PDP.     

Cd2Ge7O16中Tb的长余辉发光特性

本文研究了Cd₂Ge₇O₁₆∶Tb³⁺材料的发光及其长余辉性质。指出Tb³⁺的发光是该离子的 ⁵D₃- ⁷D_J、 ⁵D₄- ⁷D_J两种跃迁产生的；随着掺杂浓度的增加 ⁵D₄- ⁷D_J跃迁增强，发光颜色由蓝变绿。并把该材料的长余辉性质归结为基质结构中有电子陷阱和空穴陷阱。提出余辉机理模型。     

水在C12-EOx-C12•2Br/正己醇/正庚烷W/O微乳中的状态

以FT-IR方法研究了水/C₁₂-EO_x-C₁₂•2Br/正己醇/正庚烷形成的W/O微乳中水的状态. 结果表明, 其中的水存在4种状态, 分别为阳离子头基结合水、反离子结合水、类似本体的水以及束缚在微乳栅栏层中的水. 由解卷积技术分解FT-IR谱图, 进而获得每个表面活性剂分子对应于这4种状态水分子的数目n_N＋, n_Br-, n_b和n_f. 随着水含量(W₀)增加, n_b急剧增大, n_N＋少许上升, 而n_f和n_Br-维持不变, 这说明微乳水核逐渐长大, 且在所考察W₀范围内, 表面活性剂头基解离度保持不变.     

N-皮考林酰肼及其双核钯配合物的晶体结构和荧光性质

合成了配体N-皮考林酰肼(简写为Hphz)及其双核钯配合物[Pd₂(phz)₂Cl₂]. X射线衍射实验结果表明, 配体和配合物晶体均属于单斜晶系, 空间群分别为C 2/c和P 2₁/c, 分子式分别为C₆H₇N₃O和C₁₂H₁₂Cl₂N₆O₂Pd₂. 晶体学参数, Hphz, a＝1.9245(2) nm, b＝0.38927(2) nm, c＝1.8073(2) nm, b＝107.255(2)°, V＝1.2931(2) nm³, Z＝8, D_c＝1.409 Mg/m³, F(000)＝576, μ(Mo Kα)＝0.102 mm^－1, R＝0.0541, wR＝0.1762; [Pd₂(phz)₂Cl₂], a＝1.48274(9) nm, b＝1.44797(9) nm, c＝0.73951(5) nm, b＝92.719(3)°, V＝1.5860(2) nm³, Z＝4, D_c＝2.329 Mg/m³, F(000)＝1072, μ(Mo Kα)＝2.62 mm^－1, R＝0.0262, wR＝0.0555. 在配合物[Pd₂(phz)₂Cl₂]分子内, 两个钯(II)原子, 均呈畸变的N₃Cl平面正方形配位构型, 晶体内通过分子间氢键N—H…Cl 作用形成一维链状结构, 分子间吡啶环存在相互作用. 量子化学从头算方法计算结果表明, 分子内及分子间的金属钯之间也存在相互作用. 红外光谱表明, 配体在形成配合物后, ν(C＝O)和ν(C＝N)红移, ν(C—N)蓝移, 荧光光谱表明, 配合物金属对配体n-π*激发(310 nm)引起的发射峰有较大的影响.     

流变相法合成LiNi0.85Co0.15O2的结构与电化学性能

以一种新型的软化学方法——流变相法, 成功地合成了锂离子电池正极材料LiNi_0.85Co_0.15O₂. 将在600～850 ℃氧气氛下处理6 h后得到的LiNi_1－yCo_yO₂ (y＝0.10, 0.15, 0.20, 0.25), 进行X射线粉末衍射(XRD)与电化学测试. 测试结果表明, 流变相前体经过800 ℃烧结后合成的LiNi_0.85Co_0.15O₂晶胞参数a＝0.2866 nm, c＝1.4193 nm及晶胞体积V＝0.1010 nm³, 以0.1 C倍率在3.0～4.3 V (vs. Li^＋/Li)放电时, 首次放电容量可以达到198.2 mAh/g, 20次循环后, 其放电容量仍在174 mAh/g以上.     

1,2,4-三氮杂苯-(H2O)n复合物氢键相互作用的密度泛函理论研究

用密度泛函理论方法在B3LYP/6-31++G**水平上对1,2,4-三氮杂苯-(H₂O)_n (n＝1, 2, 3)氢键复合物的基态进行了结构优化和能量计算, 结果表明复合物之间存在较强的氢键作用, 所有稳定复合物结构中形成一个N…H—O氢键并终止于弱O…H—C氢键的氢键水链的构型最稳定. 同时, 用含时密度泛函理论方法(TD-DFT)在TD-B3LYP/6-31++G**水平上计算了1,2,4-三氮杂苯单体及其氢键复合物的单重态第一¹(n, π^*)垂直激发能.     

TixNy团簇结构的密度泛函研究

采用杂化密度泛函方法(B3LYP)和有效核势基组预测了Ti_xN_y (x≤3, y≤2)团簇的结构及稳定性, 并分析了可能存在构型的电子结构. 结果表明Ti₂N中体系的自旋多重度由Ti原子决定. Ti₃N中随着N的配位数增加, N的负电荷增加, 平均每个Ti向N提供约0.3个电子. 从Ti₂N₂可能稳定构型分析, 成键数目越多, 能量上越有利, 且Ti—N键的数目的增加, 将削弱N—N间的成键.