星际尘埃HC_(3-x)NC_x(x=0～3)与HC_(5-x)NC_x(x=0～5)分子的DFT研究

运用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,计算了星际尘埃HC_3N,HC_5N分子 及它们的同分异构体的分子结构、相对稳定性、偶极矩、转动常数等,对于HC_(3- x)NC_x(x = 0～3),HC_3N分子比其它的异构体要稳定,将计算所得的HC_3N, HC_2NC的转动常数B_0与实际的观测值B_0相比较,发现两者能较好地吻合。比较 HC_(5-x)NC_x(x = 0～5)的各同分异构体的总能量,发现HC_5N的相对稳定性最高 ,但它的偶极矩相对较低。将HC_5N的转动常数B_0的理论计算值与实际观测值进行 比较,其相对标准误差仅0.6%。     

Cl_nAlNH_n和Hn_AlNH_n(n=1～3)的振动光谱与化学键性质的研究

用从头计算分子轨道法和密度泛函理论 ,在HF/6 31G 和B3LYP/6 31G 水平上对ClnAlNHn 和HnAlNHn(n =1～ 3)及其碎片分子的几何构型、电子结构、振动光谱和化学热力学性质进行了理论研究。结果表明 ,优化几何参数与实验值相吻合。Cl2 AlNH2 和H2 AlNH2 分子中 ,Al-N键为由一个σ键和一个π键组成的双重键 ,旋转势垒分别为 34.10和 5 4 .35kJ·mol- 1。而Cl3AlNH3和H3AlNH3分子中 ,Al-N键为σ型单键 ,对应的旋转势垒为 0 .31和 2 .5 0kJ·mol- 1,有较小的势垒 ,易于旋转。化学热力学计算表明 ,ClnAlNHn 和HnAlNHn 分子中 ,Al-N键能的大小顺序为△Hn =2>△Hn =1>△Hn =3.     

大气瞬变物种CH3SOx(X=0～2)的研究现状

二甲基硫(DMS)是全球大气含硫化合物的最主要来源,CH3SOx(x=0～2)是DMS氧化过程中的最重要中间体.对CH3SOx(x=0～2)氧化反应的研究,在理解大气化学和环境保护方面有重要意义.本文对CH3SOx(x=0～2)自由基的产生、氧化反应及它们在大气中的作用进行综述,提出了现有的主要科学问题和今后的研究前景.     

AlmN2－ (m=1～8)团簇的结构与稳定性

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-311G*水平上对AlmN2－ (m =1～8)团簇的几何构型、电子结构、振动频率、电荷分布与成键方式进行了理论研究. 结果表明, AlmN2－ 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原子配位形成的； 另一种是由两个AlnN(n＜m)分子碎片通过共用Al原子或Al—Al键相互结合形成的. 对AlnN分子碎片相互结合形成的基态结构亲和能讨论得到, m为奇数的AlmN2－团簇比m为偶数的稳定.     

碱土金属叠氮化合物(MgN_6)_n(n=1～5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上对碱土金属叠氮化合物(MgN6)n(n=1～5)团簇各种可能构型进行了几何优化,预测了各团簇的最稳定结构。并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究。结果表明,叠氮化合物中叠氮基以直线型存在,MgN6团簇最稳定结构为直线型;(MgN6)2团簇最稳定结构为Mg2N2四元环平面结构;(MgN6)n(n=3～5)团簇最稳定结构是由2个叠氮基与2个Mg原子首先构成近似菱形,再由近似菱形延伸形成的链状结构。叠氮基中间的N原子显示正电性,两端的N原子显示负电性,且与Mg直接作用的N原子负电性更强,金属Mg原子和N原子之间形成很强的离子键。(MgN6)n(n=1～5)团簇最稳定结构的IR光谱分为4个部分,其最强振动峰均位于2209～2313cm-1,振动模式为叠氮基中N-N键的反对称伸缩振动。稳定性分析显示,(MgN6)3和(MgN6)5团簇相对于其他团簇较为稳定。     

AlmN2 (m=1～8)团簇结构与稳定性的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法，在6-31G*水平上对AlmN2(m=1～8) 团簇的几何构型、电子结构、振动频率和热力学性质进行了理论研究. 结果表明， AlmN2团簇的基态结构有两种基本构型， m≤2的结构是以N－N键为核心周围与Al原子相配位形成的; m >2的结构是由两个AlnN（n< m）分子碎片通过共用Al原子或Al－Al键相互结合形成的，这为较快找到AlmN2团簇基态结构提供了一条有效途径. 通过对基态结构能量二次差分的讨论，得到了m为偶数的AlmN2团簇比m为奇数的稳定.     

AlmN(m=2～9)团簇结构与稳定性的DFT研究

用密度泛涵理论 (DFT)的 B3LYP方法在 6-31G水平上对 AlmN(m=2～ 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.给出了以 Alm团簇作为设计 AlmN类结构的母体,考虑在不同位置上结合 N原子的结构,可以较快找到 AlmN类团簇基态结构的一种方法.通过对基态结构的几何参数分析发现, m< 4的结构只存在 Al- N键; m≥ 4的结构 , Al- N键和 Al- Al键共存.对基态结构的绝热电离能讨论结果表明,只存在 Al- N键的 Al2N和 Al3N团簇较稳定.     

CnBδ(δ=0, ±1; n =1～6)团簇的结构、稳定性和光谱

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G*和6-311＋G(3df)水平上对C_nB(n=1～6)团簇及其阴离子和阳离子的几何构型和电子结构进行了优化和振动频率计算.得到了C_nB(n=1～6)团簇的电离能,绝热电子亲合势以及C_nB^δ(δ=0,±1)团簇的能隙.结果表明C_nB^－(n=1～6)团簇的基态构型均为线形,这与等电子的C_n簇合物的结构是一致的; C_nB(n=1～6)团簇的基态构型中,除C₂B为不对称的三角形,C₆B为具有C_2v对称性的环状结构外,其余均为线形结构.阳离子团簇中n=2、3、6的基态结构具有C_2v对称性外,其它几个均为线形结构.从几何参数和振动频率上发现,采用密度泛函B3LYP方法在6-311＋G(3df)和6-31G*两种基组上计算得到的键长参数和振动频率非常接近,说明B3LYP方法在计算C_nB簇合物结构参数上对于基组的选择是不太敏感的.通过对C_nB(n=1～6)的光电子能谱性质的研究发现,C₄B容易获得一个电子形成阴离子团簇,但失去一个电子是很困难的,这与实验上观测到的结果非常吻合.     

AlmN(m=2～9)团簇结构与稳定性的DFT研究

用密度泛涵理论(DFT)的B3LYP方法在6-31G*水平上对AlmN(m =2～9)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.给出了以Alm团簇作为设计AlmN类结构的母体，考虑在不同位置上结合N原子的结构，可以较快找到AlmN类团簇基态结构的一种方法.通过对基态结构的几何参数分析发现， m＜4的结构只存在Al－N键； m≥4的结构, Al－N键和Al－Al键共存.对基态结构的绝热电离能讨论结果表明，只存在Al－N键的Al2N和Al3N团簇较稳定.     

(Mg3N2)n(n=1～4)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(Mg3N2)n(n=1～4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析.结果表明:(Mg3N2)n=1～4团簇易形成笼状结构,其最稳定构型中N原子配位数以3、4较多见;团簇主要由Mg-N键组成,Mg-N键长为0.194～0.218nm,Mg-Mg 键长为0.262～0.298 nm;N原子的平均自然电荷为-2.06 e,Mg原子的平均自然电荷为 1.37 e;(Mg3N2)2团簇有相对较高的动力学稳定性.     

基态XOn+(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.     

包含两个平面五配位碳原子C_(2+n)B_(10-n)(n=0～10)团簇的结构的理论研究

采用B3LYP/6-311+G**方法,我们优化了初始构型中包含两个平面五配位碳原子(ppCs)的C2+nB10-n(n=0～10)团簇的结构并计算了它们的振动频率.计算结果表明,C2+nB10-n(n=0～2)团簇是稳定的,而且这三个结构中ppC—B键的Wiberg键级介于0.511～0.909之间,ppC—C键的Wiberg键级为0.2254(n=1)和0.8586(n=2),ppC的键级介于3.778到3.879之间,即这三个结构中存在两个ppCs,而且ppC遵循八隅规则;C2+nB10-n(n=3～6)团簇的最稳定结构包含一个ppC;C2+nB10-n(n6)团簇能量最低结构中不存在ppC.而且只有团簇C2+nB10-n(n=0～2)中没有悬键,它们的π电子数分别为:6,7和8,计算它们的NICS(0)值表明强芳香性一般位于局部的三元环中心,表明局部离域有利于平面结构的形成.C2+nB10-n(n=0～2)团簇的第一垂直激发能分别为:1.91,0.56和3.12eV.     

H+O2(n0, j0)→HO+O及C+H2(n0, j0)→CH+H体系选态反应截面的过渡态理论计算

本文用微正则过渡态理论计算了H+O_2(n_0,j_0)→HO+O和C+H_2(n_0, j_0)→CH+H在ab initio势能面上的选态反应截面σ_(n_0,j_0); E.分析了势能面性质对反应截面的影响。计算结果表明, 在指定反应物分子的振动态n_0、转动态j_0时, 两个反应体系的反应截面随相对平动能的增加先是增加后是减小(j_0=1, n_0=0除外); 在给定相对平动能和反应物分子的转动态j_0时, 随反应物分子的振动量子数n_0的增加, 两个体系的选态反应截面均有较显著的增加, 在指定相对平动能和反应物分子的振动态n_0时, H+O_2体系的选态反应截面随j_0的变化较为复杂, 而C+H_2体系则比较简单(j_0=1除外)。对于H+O_2反应体系, 本文得到的反应截面与实验结果及准经典轨迹理论的计算结果符合得很好。     

H+O_2(n_0,j_0)→HO+O及C+H_2(n_0,j_0)→CH+H体系选态反应截面的过渡态理论计算

本文用微正则过渡态理论计算了H+O_2(n_0,j_0)→HO+O和C+H_2(n_0,j_0)→CH+H在ab initio势能面上的选态反应截面σ_(n_0,j_0);E.分析了势能面性质对反应截面的影响。计算结果表明,在指定反应物分子的振动态n_0、转动态j_0时,两个反应体系的反应截面随相对平动能的增加先是增加后是减小(j_0=1,n_0=0除外);在给定相对平动能和反应物分子的转动态j_0时,随反应物分子的振动量子数n_0的增加,两个体系的选态反应截面均有较显著的增加,在指定相对平动能和反应物分子的振动态n_0时,H+O_2体系的选态反应截面随j_0的变化较为复杂,而C+H_2体系则比较简单(j_0=1除外).对于H+O_2反应体系,本文得到的反应截面与实验结果及准经典轨迹理论的计算结果符合得很好。     

(Cl_2AlNH_2)_n和(H_2AlNH_2)_n(n=1～ 5)簇结构及其热力学性质

用 HF自洽场理论和密度泛函理论 (DFT)的 B3LYP方法 ,在 6 31G水平上研究了低聚物 (Cl2AlNH2)n和 (H2AlNH2)n(n=1～ 5)簇的几何构型、电子结构和聚合反应热力学性质 ,比较了两个系列化合物中化学键的强度 .结果表明 ,Cl2AlNH2和 H2AlNH2分子为 C2υ (EC)平面型结构 ,其中 Al－ N为由一个σ键和一个π键组成的双键 .(Cl2AlNH2)n和 (H2AlNH2)n(n=1～ 5)分子为 Dnh对称 ,Al－ N是典型的σ单键 .低聚物 (Cl2AlNH2)n和 (H2AlNH2)n的稳定性顺序分别为 : 3 > 2 > 4> 5 > 1和 8 > 7 > 9 > 11 > 6.     

(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)簇结构及其热力学性质

用HF自洽场理论和密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6 31G水平上研究了低聚物(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)簇的几何构型、电子结构和聚合反应热力学性质,比较了两个系列化合物中化学键的强度.结果表明,Cl2AlNH2和H2AlNH2分子为C2 (EC)平面型结构,其中Al－N为由一个σ键和一个键组成的双键.(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)分子为Dnh对称,Al－N是典型的σ单键 .低聚物(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n的稳定性顺序分别为: 3 > 2 > 4> 5 > 1和8 > 7 > 9 > 11 > 6.     

Cd[CH_3O(OH)C_6H_3CH=N(CH_2)_2OH]_2Br_2的合成、结构及微观二阶非线性光学系数

合成了标题配合物Cd[CH3O(OH)C6H3CH =N(CH2 ) 2 OH]2 Br2 ,对其进行了元素分析、红外和X射线结构分析。该配合物单晶的分子式为 :CdC2 0 H2 6N2 O6Br2 ,Mr=662 .66属于单斜晶系 ,P2 1 /n空间群 ,晶胞参数a =7.851 2 (2 ) ,b =1 7.391 (3) ,c=1 7.575(4) ,β =90 .86(3)°,V =2 392 (1 ) 3,Z =4,Dc=1 .834g·cm- 3,μ(MoKα) =4.2 4 1 9mm- 1 ,F(0 0 0 ) =1 30 4。用直接法解得结构 .R =0 .0 74,Rw=0 .0 84.在 2 99± 1K的温度下收集到 3744个独立衍射点 ,其中 2 4 70个为可观察的衍射点 [I≥ 3σ(I) ]。同时在 1 .0 64μm的Nd :YAG激光器上对配合物进行了粉末SHG实验 ,并用MOPAC软件包采用PM 3方法解得其分子的微观二阶极化率为 3.341× 1 0 - 30 esu。进一步讨论了微观二阶非线性极化率、宏观激光倍频效应和分子结构、晶体结构之间的关系。     

H+H2(v=0,1)→H2(v′)+H反应截面的电子非绝热三维量子散射近似计算

本文把电子非绝热一维量子散射反应几率和三维量子散射反应截面的近似公式结合起来, 对于反应物分子(H_2)不同的量子振动态(v=0, 1) 分别计算了H+H_2(v=0)→H_2(v′=0, 1)+H和H+H_2(v=1)→H_2(v′=0, 1)+H的平均反应截面σ_0和σ_1, 并同文献上用电子绝热理论计算的结果作了比较, 表明对这类中性原予-分子反应碰撞的过程, 特别是当反应物分子处于振动激发态时, 电子非绝热效应是存在的。     

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.     

金属串配合物(n,m)[Cr3(PhPyF)4Cl2](n=2, 3, 4; m=2, 1, 0)的配位结构及其与电场的关系

应用密度泛函理论BP86 方法研究具有分子导线潜在应用的金属串配合物(n, m)[Cr₃(PhPyF)₄Cl₂](HPhPyF=N, N'-苯基吡啶基甲脒; n=2, 3, 4; m=2, 1, 0)的配位结构及其受电场作用的影响, n、m分别表示PhPyF-的苯环在左侧和在右侧的配体个数. 结果表明: (1) 零电场下, 四个PhPyF-的(2, 2)、(3, 1)和(4, 0)三种配位方式能量差别很小, 为竞争态, (2, 2)最稳定. (4, 0)结构中两端轴向配体Cl 均可与Cr 配位, 且Cl₄―Cr1 键比Cl5―Cr3键更强, 若作为分子器件可与电极结合, 这与(4, 0)[CuCuM(npa)₄Cl][PF₆](M=Pd, Pt; Hnpa=2-萘啶苯胺)靠近苯环一端的轴向配体无法与M配位不同. (2) 在(2, 2)、(3, 1)和(4, 0)中, Cr₃⁶⁺链均具有三中心三电子离域σ键, 但离域性逐渐减弱. 随四个PhPyF-配位方式趋于一致, 分子极性逐渐增大, 由Cl₄指向Cl5(Z)方向, Cr1的α自旋密度增大, Cr2 的β和Cr3 的α自旋密度减小. (3) 分子的几何结构和电子结构在电场下发生规律性变化, 在-Z方向电场作用下, (3, 1)、(4, 0)电子移动方向与极性方向相同, 使分子的键长、自旋密度、电荷和能隙变化显著性均大于Z方向电场, 且极性越大变化越显著, 有利于提高分子导电性.