气相和水溶液中铀酰配合物UO2L 2-n*an (L=F-, CO2-3, NO-3; n=0-6, a=1, 2)的结构和振动光谱

通过对铀采用相对赝势基组, 其它原子使用6-31+G(d)基组, 应用密度泛函理论(DFT)以及B3LYP方法对UO2+2离子与F-、CO2-3和NO-3的各配位结构进行优化和频率计算. 计算考虑了气相和水溶剂化两种状态, 其中溶剂化模型采用连续导体介质理论模型(CPCM). 计算结果显示配体的配位数与O=U=O对称伸缩振动频率存在线性关系. 配体在气相和水溶液中存在的关系基本符合通式: νs=-Agasn+983和νs=-Aaqn+821(Agas 和Aaq为常数, 表示每增加一个配体振动频率的变化值; n为配体配位数). 其中F-对应Agas=53 cm-1, Aaq=11 cm-1; CO2-3对应Agas=85 cm-1, Aaq=19 cm-1; NO-3对应Agas=48 cm-1, Aaq=-10 cm-1. 并且Aaq值与实验值一致.     

气相和水溶液中铀酰配合物UO2L2-n*an(L=F-,CO2-3,NO-3;n=0-6, a=1,2)的结构和振动光谱

通过对铀采用相对赝势基组,其它原子使用6-31+G(d)基组,应用密度泛函理论(DFT)以及B3LYP方法对UO2+2离子与F-、CO2-3和NO-3的各配位结构进行优化和频率计算.计算考虑了气相和水溶剂化两种状态,其中溶剂化模型采用连续导体介质理论模型(CPCM).计算结果显示配体的配位数与O=U=O对称伸缩振动频率存在线性关系.配体在气相和水溶液中存在的关系基本符合通式:vs=-Agasn+983和vs=-Aagn+821(Agas和Aaq为常数,表示每增加一个配体振动频率的变化值;n为配体配位数).其中F对应Agas=53 cm-1,Aaq=11 cm-1;CO2-3对应Agas=85 cm-1,Aaq=19 cm-1;NO-3对应Agas=48 cm-1,Aaq=-10 cm-1.并且Aaq值与实验值一致.     

水分子配位对叶绿素a氧化还原势与红外光谱的影响

以光系统I反应中心电子传递链上的辅助叶绿素a为目标,采用密度泛函理论中的B3LYP方法,结合三种基组,系统计算了该叶绿素及其两种配位分子模型在气相、模拟蛋白质环境和水中的氧化还原势和离解能;同时计算了这三种模型在气相中的几何结构、红外光谱及其13C、15N和2H的同位素标记谱.计算及分析结果表明:水分子配位引起镁离子偏离叶绿素a的卟啉环平面中央,导致以镁原子为中心的键角减小,Mg—N键长增长;而天冬酰胺对配位的水分子施加氢键影响后,使得Mg—N键进一步增长,镁离子与水分子中氧原子的配位键Mg—O键长减小,离解能增加,合成分子的氧化还原势减少;另外,分子的氧化还原势和配位键离解能随着相对介电常数的增加以及计算基组的增大而减小;三种分子模型的羰基(C襒O)和卟啉环上C襒C键的特征振动频率差值小于7cm-1,而同位素标记引起其峰位变化量的差值小于3cm-1.该计算为研究光合反应中心电子传递链上叶绿素a的作用与功能提供理论参考依据.     

羰基镍簇Ni(CO)n(n=1-4)的结构和Ni-CO键解离性质的密度泛函理论研究

在密度泛函理论框架下, 应用不同泛函计算了配合物Ni(CO)n(n=1~4)的平衡几何构型和振动频率. 考察了泛函和基组重叠误差对预测Ni—CO键解离能的影响. 计算结果表明, 用杂化泛函能得到与实验一致的优化几何构型和较合理的振动频率. 对Ni(CO)n(n=2~4)体系, 用“纯”泛函, 如BP86和BPW91, 可得到与CCSD(T)更符合、 并与实验值接近的解离能. 当解离产物出现单个金属原子或离子(如金属羰基配合物的完全解离)时, BSSE校正项的计算中应保持金属部分的电子结构一致. 只有考虑配体基组和不考虑配体基组两种情况下金属的电子构型与配合物中金属的构型一致时, 才能得到合理的BSSE校正, 从而预测合理的解离能.     

范德华复合物Kr-C2H2的势能面和振转光谱的理论研究

采用[CCSD（T）]-F12方法和aug-cc-pVTZ基组,同时引入中心键函数（3s3p2d1f1g）构建了Kr-C₂H₂体系的高精度四维势能面.在构建势能面时考虑了分子间的振动方式及C₂H₂单体内的ν₁对称伸缩和ν₃反对称伸缩振动.将计算得到的四维势能面在Q₁方向和Q₃方向分别做积分得到C₂H₂单体分别处于振动基态和（ν₁,ν₃）=（1,1）激发态的平均势能面.计算结果表明,这2个平均势能面均存在2个等价的T型全局极小值和2个等价线性极小值.全局极小值的几何构型位于R=0.41 nm,θ=65.6°/114.4°,势阱深度为151.88 cm^-1.对径向部分采用离散变量表象法（DVR）,角度部分采用有限基组表象法（FBR）,并结合Lanczos循环算法计算了Kr-C₂H₂的振转能级和束缚态.计算结果表明,复合物在（ν₁,ν₃）=（1,1）区域的带心位移为-1.48 cm^-1,表现为红移,与实验值-1.38 cm^-1很接近;计算得到的红外跃迁频率也与实验值相吻合,说明得到的从头算势能面具有高精度.     

Cyano-bridged Ln^3＋-Cr^3＋ Binuclear Complexes [Ln（L）x（H2O）y^- Cr（CN）6]·mL·nH2O （Ln=La-Nd,x=5, y=2, m=1 or 2, n=2 or 2.5; Ln-Sm-Dy,Er, x=4, y=3, m=0, n=1.5 or 2.0; L= 2-pyrrolidinone）： Structure,Magnetism and Spin Density Map

In order to shed light upon the nature and mechanism of 4f-3d magnetic exchange interactions, a series of binuclear complexes of lanthanide（3＋） and chromium（3＋） with the general formula [Ln（L）5（H2O）2Cr（CN）6]·mL· nH2O （Ln=La （1）, Ce （2）, Pr （3）, Nd （4）; x=5, y=2, m=1 or 2, n=2 or 2.5; L=2-pyrrolidinone） and [Ln（L）4（H2O）3Cr（CN）6] ·nH2O （Ln=Sm （5）, Eu （6）, Gd （7）, Tb （8）, Dy （9）, Er （10）; x=4, y=3, m=0, n= 1.5 or 2.0; L=2-pyrrolidinone） were prepared and the X-ray crystal structures of complexes 2, 6 and 7 were determined. All the compounds consist of a Ln-CN-Cr unit, in which Ln^3＋ in a square antiprism environment is bridged to an octahedral coordinated Cr^3＋ ion through a cyano group. The magnetic properties of the complexes 3 and 6-10 show an overall antiferromagnetic behavior. The fitting to the experimental magnetic susceptibilities of 7 give g= 1.98, J=0.40 cm^-1, zJ＇= -0.21 cm^-1 on the basis of a binuclear spin system （Scd=7/2, Scr=3/2）, revealing an intra-molecular Gd^3＋-Cr^3＋ ferromagnetic interaction and an inter-molecular antiferromagnetic interaction. For 7 the calculation of quantum chemical density functional theory （DFT）, combined with the broken symmetry approach, showed that the calculated spin coupling constant was 20.3 cm^-1, supporting the observation of weak ferromagnetic intra-molecular interaction in 7. The spin density distributions of 7 in both the high spin ground state and the broken symmetry state were obtained, and the spin coupling mechanism between Gd^3＋ and Cr^3＋ was discussed.     

钬、苯甲酸与2,2′-联吡啶三元配合物的拉曼光谱研究

对新合成的钬-苯甲酸-联吡啶三元配合物进行了拉曼光谱分析,对配合物的振动频率作了归属,初步讨论了配体与镧系金属钬的配位方式。结果发现,在拉曼光谱中,配合物苯甲酸钬-联吡啶的羧基的反对称和对称伸缩振动的波数差Δν(νas-νs)为126 cm-1,小于其相应钠盐的波数差Δν(νas-νs)(150 cm-1)。依照红外光谱的配位规律,其配位方式应为桥式、螯合桥式三齿或螯合双齿。晶体结构测试结果表明,钬与苯甲酸六个氧原子配位方式为:两个螯合双齿和四个桥联双齿,所以拉曼光谱在表征羧酸根与金属配位方式的规律与红外光谱配位规律一致。     

硝胺及其甲基衍生物的从头计算研究 3: 甲硝胺及其同位素衍生物的谐性力场和振动光谱

用TEXAS从头计算程序,取STO-4-21G基组,计算了甲硝胺的谐性力场和振动光谱.直接理论计算的谐性力场经由其他分子转移来的经验校正因子校正后,提供了甲硝胺振动基频的预测.预测值和甲硝胺分子在气相中的振动光谱实验值之间的平均偏差为31cm^-1.为了获得更合适的气相甲硝胺振动力场和预测它的同位素衍生物的振动光谱,我们优化了一组新的校正因子,使理论值和实验值的平均偏差减为8.9cm^-1.用这组校正因子得到的力场预测了三个同位素衍生物的振动光谱,其同位素位移的理论预测值和实验值符合良好.     

硝胺及其甲基衍生物的从头计算研究 3: 甲硝胺及其同位素衍生物的谐性力场和振动光谱

用TEXAS从头计算程序,取STO-4-21G基组,计算了甲硝胺的谐性力场和振动光谱.直接理论计算的谐性力场经由其他分子转移来的经验校正因子校正后,提供了甲硝胺振动基频的预测.预测值和甲硝胺分子在气相中的振动光谱实验值之间的平均偏差为31cm^-1.为了获得更合适的气相甲硝胺振动力场和预测它的同位素衍生物的振动光谱,我们优化了一组新的校正因子,使理论值和实验值的平均偏差减为8.9cm^-1.用这组校正因子得到的力场预测了三个同位素衍生物的振动光谱,其同位素位移的理论预测值和实验值符合良好.     

C6F5X＋（X=Cl,Br,I,CH3）离子的理论研究

用DFT B3LYP方法及6-311G（d,p）,6-311＋G（d,p）和LanL2dz基组,对C6F5X＋（X=Cl,Br,I,CH3）阳离子做了理论研究,优化了它们的电子基态的构型,计算了对应分子的垂直电离势（VIP）和绝热电离势（AIP）.结果表明四种离子的构型的对称点群和对应分子相同,但构型参数有明显差别.B...     

基于1-(2-吡啶甲基)-1, 2, 4-三唑的金属有机化合物的合成及反应研究

本文合成了1-（2-吡啶甲基）-1,2,4-三唑（L）,并研究了其与有机锡和羰基钼（钨）的配位反应,合成了通过三唑4位氮原子以单齿形式配位的有机锡衍生物L₂SnR₂Cl₂（R=Me,n-Bu或Ph）和羰基金属配合物LM（CO）₅（M=Mo或W）,以及N,N螯合双齿配位的四羰基金属配合物LM（CO）₄。当用氯化苄处理L时,制得了相应的三唑盐,该盐用氧化银处理后与M（CO）₅THF或M（CO）₄（NHC₅H₁₀）₂（NHC₅H₁₀为哌啶）反应,得到了基于三唑的氮杂环卡宾衍生物L’M（CO）₅和L’M（CO）₄（L’=1-（2-吡啶甲基）-4-苄基-1,2,4-三唑-5-碳烯）。X-射线单晶衍射分析表明,在L’M（CO）₅中氮杂环卡宾配体L’表现为通过卡宾碳配位的单齿配体;而在L’M（CO）₄中,L’表现为通过卡宾碳和吡啶氮原子配位的螯合[C,N]双齿配体。     

[Mn3O(O2CC6H5)6(C3H4N2)3]·C6H5CO2·0.5H2O的 合成、晶体结构及磁性质

Mn(O2CMe)2·4H2O、咪唑、苯甲酸和N(n-Bu)4MnO4在无水乙醇溶剂中反应,制备得到锰的三核μ3-O桥联配位化合物[Mn3O(O2CC6H5)6(C3H4N2)3]·C6H5CO2·0.5H2O.该配位化合物的X射线单晶衍射表明,其属于单斜晶系,空间群P21/C,晶胞参数：a=1.52832(19)nm,b=1.9722(2)nm,c=2.1023(3)nm,β=92.597(3)°,Z=4.变温磁化率(5～280K)研究表明,该配位化合物中3个锰离子在低温下存在弱的反铁磁性耦合,交换积分J=-2.34cm^-1。     

密度泛函理论研究Gd（H2O）n^3＋（n=8，9）化合物的结构及相对稳定性

用密度泛函理论方法研究了气相和水溶液中Gd（H2O）n^3＋（n=8，9）化合物的结构和相对稳定性，其中水溶剂效应利用极化连续介质方法结合多种溶质空腔模型进行模拟．气相计算得到的化合物结构与实验观察结果一致．计算结果表明，在气相中9配位Gd（H2O）9^3＋比8配位Gd（H2O）8^3＋稳定，而在水溶液中稳定顺序刚好相反，这一结果不依赖于计算中采用的空腔模型种类，而且也与实验结果吻合．最后，通过采用各种空腔模型计算Gd^3＋的水合自由能，并与实验值比较，发现当化合物只包含第一层配位水分子时，UA0、UAHF及UAKS空腔模型最适合研究Gd^3＋在水溶液中的性质．     

X@(HAINH)_(12)和X(HAINH)_(12)(X=F~-,Cl~-,Br~-,O~(2-),S~(2-),Se~(2-))复合物的结构和稳定性

用DFT的B3LYP方法在6-31G(d)基组的水平上,对闭式多面体簇合物(HA1NH)12及其内含式X@(HA1NH)12外接式X(HA1NH)12(X=F-,Cl-,Br-,O2-,S2-,Se2-)复合物的结构进行了构型优化和能量计算,并讨论了几何构型、自然键轨道(NBO)、振动频率、能量参数及NMR数据与结构的关系,最后得到复合物结构的稳定性信息,具有Th对称性的X@(HA1NH)12(X=F-,Cl-,Br-,S2-,Se2-)复合物和具有C3对称性的O2-@(HA1NH)12复合物为内含式的基态结构,从能量角度分析,内含式复合物比外接式复合物的结构稳定.     

NxHy-Fe(x=0～2,y=0～3)配位簇的DFT计算

采用杂化密度泛函（DFT）之B3LYP/6-311G**方法研究了NxHy-Fe(x=0～2,y=0～3)配位簇的几何结构和振动光谱。讨论了在纯铁催化剂上,氮分子和氢分子逐步合成氨的反应机理。结果表明,合成氨过程可能经历N2和N2H2物种。在优化结构的基础上,计算了各个模型的振动频率并解释了有关实验结果。     

BF分子X1∑+,A1∏和B1∑+电子态的势能函数

使用SAC/SAC-CI和D95＋＋,6-311＋＋g,6-311＋＋g^＊＊及D95（d）基组,分别对BF分子的基态X^1∑^＋、第一简并激发态A^1∏和第二激发态B^1∑^＋的平衡结构和谐振频率进行优化计算.对所有计算结果进行比较,得出6-311＋＋g^＊＊基组为最优基组.运用6-311＋＋g^＊＊基组和SAC方法对基态X^1∑^＋,SAC-CI方法对激发态A^1∏和B^1∑^＋进行单点能扫描计算,并用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得到相应电子态的势能函数解析式,由得到的势能函数计算了与X^1∑^＋,A^1∏和B^1∑^＋态相对应的光谱常数,结果与实验数据较为一致.     

μ-四丁基已酰二胺镧(Ⅲ)的双核配合物La~2μ-[Bu~2CO(CH~2)~4CONBμ~2][Bu~2NCO(CH~2)~4CONBu~2]~2(NO~3)~6的合成和结构

合成的标题配合物晶体属三斜晶系,空间`群为P1.晶胞参数:a=1.4693(2),b=1.5882(3).c=1.9916(4)nm,α=90.92(2),β=92.93(1),γ=103.73(1)°,v=4.507nm^3,D~c=1.29g.cm^-3,Z=2配合物为双核分子,一个配物分子中有三个有机配体分子,其中一噶有机配体以两个羰基分别连结两个La(Ⅲ),此外,每个La(Ⅲ) 各有一个有机配体和三个硝酸根配位,有机配体以两个羰基配位,三个硝酸根都是双齿配体.两个La(Ⅲ)的配位数都是9.     

μ-四丁基已酰二胺镧(Ⅲ)的双核配合物La~2μ-[Bu~2CO(CH~2)~4CONBμ~2][Bu~2NCO(CH~2)~4CONBu~2]~2(NO~3)~6的合成和结构

合成的标题配合物晶体属三斜晶系,空间`群为P1.晶胞参数:a=1.4693(2),b=1.5882(3).c=1.9916(4)nm,α=90.92(2),β=92.93(1),γ=103.73(1)°,v=4.507nm^3,D~c=1.29g.cm^-3,Z=2配合物为双核分子,一个配物分子中有三个有机配体分子,其中一噶有机配体以两个羰基分别连结两个La(Ⅲ),此外,每个La(Ⅲ) 各有一个有机配体和三个硝酸根配位,有机配体以两个羰基配位,三个硝酸根都是双齿配体.两个La(Ⅲ)的配位数都是9.     

SiO2·(CO)n(n=1～2)结构和属性的理论研究

用密度泛函理论详细地研究了SiO2·(CO)n(n=1～2)的结构和属性.研究表明,SiO2·CO是一个T形的具有C2v对称性的分子,SiO2·(CO)2具有C2对称性的分子;频率计算结果与实验值一致,CO在与SiO2成键过程中,C-O伸缩振动频率有所增加,说明静电势在复合过程中起了重要作用;基组重叠误差(BSSE)修正在计算相互作用能时不可忽视,相互作用能和解离能的计算以及NBO分析表明,SiO2·(CO)2中的SiO2与CO之间的作用相对SiO2·CO来说较弱;SiO2和CO2与CO的成键特点不同,主要是缘于SiO2与CO2的能隙不同.     

C60-多吡啶Ru(II)配合物电子光谱的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)方法对两种C60-多吡啶Ru(II)衍生物进行理论研究. 在TZP全电子基组优化构型基础上, 通过分析前线轨道组成, 探讨金属及配体对C60母体影响; 以LB及SAOP校正局域密度近似, 用含时密度泛函(TDDFT)方法, 考虑溶剂化效应, 计算化合物1和2的电子吸收光谱. 结果表明, 化合物1和2在气相与丙酮溶液中所对应的光谱值差异较为明显, 溶剂化效应使吸收光谱蓝移. 计算得到化合物1和2在丙酮溶液中电子光谱与实验值吻合较好, 低能跃迁多为金属参与的混合跃迁, 高能跃迁主要由C60与配体部分贡献.