C_nAl_m~+(n=1～12,m=1,2)团簇几何结构特征与稳定性的量子化学研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311++G**水平上对CnAlm+(n=1～12,m=1,2)团簇的几何和电子结构进行了理论计算,讨论了混合团簇的结构与成键特征,以及振动频率与电荷转移.结果表明,CnAl+团簇的基态结构分别为Al原子与Cn链端基配位形成的直线或折线状结构,以及Al原子与Cn环上1个C原子端位相连或打开Cn环与2个C原子相连形成的环状结构;分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值0.138nm.CnAl+2团簇基态结构可以看作是两个较小的Cn/2Al+分子碎片通过端位C原子相互结合形成CcoreAlshell的直线或顺式与反式折线状结构;分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值0.141nm.通过对基态结构的能量分析,得到了CnAl+和CnAl+2团簇的稳定性信息.     

C_nAl~+小团簇结构的几何特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,研究了CnAl+(n=2-12)团簇的几何结构与电子性质.在6-311++G**水平上对CnAl+(n=2-12)团簇进行了几何构型优化和振动频率计算.结果表明,CnAl+团簇的基态结构为Al原子与Cn链端基配位形成的直线或折线形结构,以及Al原子与Cn环上1个C原子端位相连或打开Cn环与2个C原子相连形成的环状结构.分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值(0.138nm).通过对基态结构的能量分析,得到了CnAl+团簇的稳定性信息.     

B2Cn+(n=1～9)团簇的结构及其稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP泛函, 在6-311G*水平上对B2Cn+(n=1～9)团簇的几何构型和电子结构进行了优化和振动频率计算. 结果表明, 在B2Cn+(n=1～9)团簇的基态构型中, B2C2+、B2C3+为具有D∞h对称性的线形结构, B2C7+为具有Cs对称性的立体环状结构, 其余均为平面构型; 其成键顺序为C—C成键优于B—C 成键, B—C成键优于B—B成键. 进一步得到了B2Cn+(n=1～9)团簇的总能量(ET)、零点能(EZ)、摩尔热容(Cp)、标准熵(S0)以及原子化能(ΔEn+). 其结果显示, 随着n的递增, ET、EZ、Cp、S0和ΔEn+数值均呈现增大趋势, 其中EZ数值呈现近似等梯度的增加趋势. 通过对B2Cn+(n=1～9)团簇基态结构的垂直电子亲合势的研究发现, n为奇数的B2Cn+团簇比n为偶数的稳定.     

外电场对N@C60, P@C60, As@C60分子结构和性质的影响

用量子力学方法研究了N@C60, P@C60, As@C60分子的几何和电子特征. 计算结果表明, 形成富勒烯包合物后, 碳笼只有微小的变形, 3种内包原子在笼中处于不同的位置, 碳笼与内包原子之间有明显的电荷转移和自旋轨道相互作用, 生成能分别为6.32, 70.88, -53.05 kJ/mol. 内包原子的3个单占据分子轨道(SOMO)能量变化很大, 并由于和碳笼作用而发生劈裂. 在外电场作用下, 分子的电子密度沿电场方向发生转移.分子的能量随外加电场的增强而降低. 分子轨道能级、能隙及SOMO轨道的能量和能级劈裂也发生了变化.     

构型与构象对苯双自由基体系基态自旋多重度及其稳定性的影响

利用AM1-CI方法计算了构象对邻、间、对二取代苯双自由基体系基态自旋多重度及其稳定性的影响. 结果表明单 - 三重态能量差(△ES－T)和部分占据分子轨道的能量劈裂(△EPOMO)随自由基与苯环间的二面角而变化. 当二面角接近90°时, 分子具有平面或近平面构象时强的铁磁或反铁磁耦合单元, 由于具有近简并的高自旋和低自旋基态, 而变成弱的反铁磁或铁磁耦合单元. 由此提出为获得具有稳定高自旋基态的高自旋分子, 实验上应尽量避免选用强烈扭曲的邻、对苯分子构象.     

线性簇合物SC2nS2－(n =1～12)电子吸收光谱

应用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G*水平上优化了线性簇合物SC2nS2－(n =1～12)的基态平衡几何结构,并计算了它们的谐振动频率.在基态平衡构型下,通过TD-B3LYP/cc-pvTZ和TD-B3LYP/cc-pvDZ计算,确定了簇合物SC2nS2－(n =1～10) 电子跃迁的垂直激发能和对应的振子强度.基于计算结果,导出了电子跃迁吸收波长与体系大小n的解析关系式,以及SC2nS2－体系第一电离能与体系大小n的解析表达式,并讨论了不同端位原子对碳链体系激发态性质的影响.     

金属酞菁配合物的从头计算研究

利用从头计算方法研究了6种金属酞菁MPc(M=Zn2+、Cu2 +、Ni2+、Co2+、Fe2+、Mn2+)。得到了它们的基态能量,基态自旋多重度,分子轨道组成与能级,电荷分布与键序。其中,自旋多重度的计算结果与实验相符。中心离子d轨道参与HOMO、LUMO构成的程度可以解释各MPc光敏活性不同的实验现象。     

基态XO~（n＋）（X=Ru,Rh,Pd;n=0,1）的势能函数和第一垂直电离势

运用原子分子反应静力学原理推导出XOn+(X=Ru,Rh,Pd;n=0,1)的基态电子状态及离解极限.运用密度泛函的B3P86方法和LANL2DZ赝势基组及aug-cc-pVTZ全电子基组,对XOn+X=Ru,Rh,Pd;n=0,1)体系进行计算,获得了这些分子及其离子基态的Murrell-Sorbie解析势能函数.同时计算了XOn+(X=Ru,Rh,Pd;n=0,1)的光谱数据,计算了XO(X=Ru,Rh,Pd)中性分子的第一垂直电离势.     

羰基硼化合物B2n(CO)n (n＝1～6)的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G*方法, 对羰基硼化合物B_2n(CO)_n (n＝1～6)各种可能的结构进行了优化,对它们的几何构型、电子态、振动频率、核独立化学位移(NICS)和B₂CO的分子轨道进行了理论研究, 得到了B_2n(CO)_n (n＝1～6)结构的稳定性信息. 在它们的基态结构中, 羰基的配位方式是端配位(μ₁-CO), B_2n(CO)_n (n＝1～5)的基态构型是线形或平面结构, B₁₂(CO)₆的基态构型则较为复杂. B_2n(CO)_n (n＝1～3)的基态是三重态, B_2n(CO)_n (n＝4～6)的基态是单重态. 振动频率和轨道的研究为实验提供了重要的理论依据.     

应用ABEEMσπ/MM方法计算一些有机分子的总能量

应用ABEEMσπ/MM方法计算烷烃Cn H2n+2(n=1~14)的总能量,以从头算(MP2/6-311+G(d,p))的结果为依据,拟合了不同类型原子的价态能量参数.通过这些参数又计算了环烷烃Cn H2n(n=6~12)、烯烃Cn H2n(n=2~8)和一元醇Cn H2n+1OH(n=1~8)体系的总能量,将结果与从头算(MP2/6-311+G(d,p))方法相比,绝对偏差均小于27.878 9kJ/mol,相对偏差均小于3.874 4×10-5,环烷烃、烯烃、醇的均方根偏差分别为5.581 1,10.255 6,7.921 9kJ/mol;相对均方根偏差分别为0.327 3,0.910 9,0.565 0,线性相关系数全部达到1.000 0.由此可见,ABEEMσπ/MM方法计算的分子能量与从头算(MP2/6-311++G(d,p))相比具有很好的一致性,验证了我们所拟合的参数的合理性和可转移性,而且计算速度很快.     

饱和烷烃分子C_nH_(2n+2)(n=4-6)的电子动量光谱(英文)

使用B3LYP/TZVP//B3LYP/aug-cc-pVTZ方法系统研究了饱和烷烃分子CnH2n+2(n=4-6)的轨道电子动量光谱,比较了同分异构体CnH2n+2(n=4-6)对轨道动量分布的影响.结合二维空间分析方法对电子在坐标空间中的密度分布进行了系统的研究.计算结果表明,最内价壳层电荷分布主要由s电子贡献,第二近邻芯价壳层则主要由p电子贡献,而其余的价壳层则为sp杂化.最内价轨道表现出最大的谱线强度并且远大于其它轨道的谱线强度,而且正烷烃的谱线强度要大于异烷烃等同分异构体的谱线强度,表现出了明显的与甲基移动的个数有关的性质.     

小镍团簇Nin(n=2～6)电子结构和拓扑分析

在UBP86/TZVP水平上计算了小镍团簇(Ni<,n>,n=2～6)的稳定基态结构并用自然键轨道(NBO)和分子中的原子量子理论(QTAIM)分析了这些团簇的电子结构.计算结果表明,Ni团簇基态结构具有较高自旋多重度.QTAIM分析表明镍团簇中Ni-Ni键均为金属键.除Ni<,2>团簇中Ni-Ni键为纯粹的σ键外,其...     

链式多Li掺杂分子H(HC==N-Li)nH(n=1~6)的NLO性质及链长依赖性

对链式多Li掺杂体系H(HCN-Li)_nH(n=1~6)的结构与性质进行了研究. 发现随着链长n的增大, 体系中有两类分子出现. 当n=1, 2时, 由于额外电子轨道是空的, 从而形成了Li 盐分子; 而当n=3~6时, 额外电子轨道是占据的, 从而形成了具有大范围额外电子云的多Li电子化物分子. 对于系列体系H(HCN-Li)_nH(n=1~6), 其非线性光学(NLO)性质的依赖性呈现阶梯式增长的规律, 即静态第一超极化率β₀的次序为2179, 2776(n=1, 2)< 5492, 5487(n=3, 4)< 15235, 15377(n=5, 6), 表明增加Li原子掺杂数是提高NLO响应的新途径.     

CnAl2 (n=1-10)团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-311G*水平上对CnAl2 (n=1-10)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算. 结果表明, 富铝的CAl2团簇基态结构为折线型面状结构, 多碳和双聚体的CnAl2团簇基态结构均为Al原子端基配位的线状结构. 通过对基态结构的能量分析, 得到了n为偶数的CnAl2团簇比n为奇数稳定的结论.     

CnAl2（n=1-10）团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G*水平上对CnAl2(n=1-10)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算.结果表明,富铝的CAl2团簇基态结构为折线型面状结构,多碳和双聚体的CnAl2团簇基态结构均为Al原子端基配位的线状结构.通过对基态结构的能量分析,得到了n为偶数的CnAl2团簇比n为奇数稳定的结论.     

Au_mY_n(m+n≤6）团簇的结构、稳定性及电子特性研究

基于CALYPSO结构预测方法和密度泛函理论的第一性原理,系统搜索了Au_n,Y_n(n=2～6)和Au_mY_n(m+n≤6)团簇的基态和亚稳态结构.基于基态结构,利用HOMOLUMO能隙、电离势、电子亲和势和化学硬度研究了掺杂体系的稳定性.此外,讨论了掺杂体系的自然布局分布、自然电子组态和分子轨道等电子特性.     

有机半导体非平衡态HOMO和LUMO能量位移规律与OLED中“热激子”形成的唯象理解

以能斯特方程为基础, 通过分析电流密度与氧化还原物种活度变化, 即载流子浓度变化的关系, 计算出有机半导体材料电极电势的变化, 从而建立起有机半导体前线轨道, 即最高占据分子轨道(HOMO)能级和最低未被占据分子轨道(LUMO)能级相对于热力学平衡态的能量位移随电流密度变化的数学关系. 进而依据能级能量位移引起的能隙变化, 提出了有机电致发光显示器（OLED）中“热激子”的产生机制.     

线性簇合物SC_(2n)S~(2-)(n=1～12)电子吸收光谱

应用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G水平上优化了线性簇合物SC2nS2-(n=1～12)的基态平衡几何结构,并计算了它们的谐振动频率.在基态平衡构型下,通过TD-B3LYP/cc-pvTZ和TD-B3LYP/cc-pvDZ计算,确定了簇合物SC2nS2-(n=1～10)X1Σ g→11Σ u电子跃迁的垂直激发能和对应的振子强度.基于计算结果,导出了X1Σ g→11Σ u电子跃迁吸收波长与体系大小n的解析关系式,以及SC2nS2-体系第一电离能与体系大小n的解析表达式,并讨论了不同端位原子对碳链体系激发态性质的影响.     

C2BH3稳定性与芳香性的从头算研究

在密度泛函理论B3LYP/6-311 G(2df)水平上,对C2BH3异构体进行结构优化和简谐振动频率计算。结果表明C2BH3基态为平面环状结构(1A1,C2V)。分子轨道分析显示基态有一个垂直于分子平面、双电子占据的π分子轨道;其三元环几何中心核独立化学位移(NICS)为较大负值,这些表明基态分子具有较强的芳香性。在相同的理论水平上,本文最后详细地分析了基态的红外振动光谱。     

TbSin(n=2-13)团簇的结构、电子及磁学性质

利用相对论密度泛函理论在广义梯度近似下研究TbSi_n (n=2-13)团簇的结构、稳定性、电子和磁学性质. 对团簇的平均结合能、离解能、电荷转移、最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的能级差、Mulliken 电荷分析和磁学性质进行了计算和讨论. TbSi_n团簇并没有像实验推测的那样在n=10形成嵌入式的结构. 我们推断电子亲和势的急剧变化不仅与嵌入式的结构有关, 而且与电子的固有稳定性相关.Mulliken 电荷分析表明电荷总是从Tb 原子转向Si 原子. 团簇的磁矩主要局域在Tb 原子的周围, 并且主要由f电子贡献, f 电子表现出局域性并且不参与化学成键. 以TbSi₁₀为例的分波态密度分析表明Tb与Si 原子间存在很强的sp轨道杂化.