具有D6h对称性的C36碱土金属衍生物电子结构的密度泛函研究

For discussing the influence of Be、Mg、Ca in C₃₆,we have used B3LYP 6-31G^* level method to investigate the equilibrium geometries of Be@C₃₆、Mg@C₃₆ 、Ca@C₃₆,the characteristics of geometric structure and electronic struc ture ar e discussed;In this paper, we also analyse its molecular orbitals and bonding properties.     

具有D~6~h对称性的C~3~6及其衍生物电子结构的密度泛函研究

运用密度泛函方法,比较不同水平的基组(HF/6-311+G^*;B3LYP/6-31G^*;B3LYP/6-311+G^*)对具有D~6~h对称性的C~3~6分子进行构型优化的结果,并分析其几何结构、电子结构、稳定性等性质;采用基组B3LYP/6-31G^*对H@C~3~6,Li@C~3~6,Na@C~3~6,K@C~3~6分子进行构型全优化,分析了不同内嵌原子对其几何结构、电子结构、稳定性等性质的影响;首次在B3LYP/6-311+G^*水平上,对C~3~6H~6,C~3~6H~1~2,X@C~3~6(X=H,Li,Na,K)几何构型及电子结构进行研究并得到其稳定性规律。     

Nb@C_(36)结构和性能的密度泛函研究

用密度泛函方法,采用GGA/PW91方法对具有D6h对称性的C36及其衍生物Nb@C36进行结构优化和性能计算,探讨Nb@C36稳定构型;存在的可能性及稳定性;以及Nb掺杂对C36结构及性能的影响.结果表明,Nb位于C36主轴上偏离中心0.1 nm时,Nb@C36能量最低,结构最稳定;Nb掺杂引起笼的局部畸变,但Nb@C36仍保持完整笼型结构.Nb@C36稳定性较C36有所提高,具有存在的可能性.Nb原子嵌入C36使其禁带宽度略有减小,导电性及化学反应活性有所提高;费米能级下降,但仍处于禁带之间,二者均属半导体性质的材料.C36结构及性能的变化与Nb所处的位置及Nb与C36笼之间的电子迁移有关.     

电子传输材料噻二唑衍生物的密度泛函研究

用密度泛函B3LYP方法对7种3-(3'-吡啶基)-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子进行全优化, 所有化合物都是平面分子. 计算了分子的垂直电子亲和势(VEA)、绝热电子亲和势(AEA)、分子内重组能以及绝对硬度等相关能量, 结果显示化合物的HOMO 与LUMO能级可通过连接不同取代基进行调节, 变化幅度为0.346～1.10 eV. 分子内重组能证实3-(4'-氰基-3'-吡啶基)-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑是很有前途的电子传输材料, 不同取代基所对应的化合物分子内重组能也不同. 绝对硬度数据与分子内重组能都表明, 化合物E, G难于传输电子. 用TDDFT方法计算了化合物A, B和C的吸收光谱, 与实验值相比, 最大吸收峰的差值在3～10 nm之间.     

气相反应84/70 C_(70)(D_(5h))=C_(84)(D_2)热力学函数的计算

计算了不同温度下气相反应84／70C70（D5h）＝C84（D2）的热力学函数，讨论了C70（D5h）与C84（D2）之间相互转化的热力学条件；结果表明，温度低于2392K时C84（D2）比C70（D5h）稳定，温度高于2392K时气相中C70（D5h）比C84（D2）稳定；同时给出了气相C84（D2）的标准热力学函数。     

C_(36)聚合体电子结构的理论研究

采用PM3 和DFT/B3LYP方法对2D六方网状,以及1D链状C36聚合体的构型进行全优化,探讨了其电子结构和稳定性;并在从头算水平上计算了相应的能带结构。研究发现,C36形成聚合体后构型发生了显著变化; 与0D 的结构比较,C36聚合为1D或2D结构后,笼内CC键长变化明显。计算表明C36聚合后稳定性提高,呈半导体或绝缘体性质。聚合后C36内部CC键定域化程度的增强是其稳定性提高的主要因素。     

碱土金属叠氮化合物(CAN6)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(CaN₆)_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, CaN₆团簇的最稳定结构为线型结构, (CaN₆)_n (n＝2～5)团簇首先由两个叠氮基与两个Ca原子构成一个近似菱形, 再由菱形相互垂直形成链状最稳定结构; 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Ca直接作用的N原子负电性更强, 金属Ca原子和N原子之间形成很强的离子键; (CaN₆)_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2195～2280 cm^－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, (CaN₆)₃和(CaN₆)₅团簇相对于其他团簇较为稳定.     

甲醇在Ru(0001)表面吸附的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,以原子簇Ru15为模拟表面,对甲醇在理想的Ru(0001)面三种吸附位置(top,fcc,hcp)的吸附模型进行了几何构型优化,能量计算,Mu lliken布局分析以及振动频率计算,结果表明顶位为最有利的吸附位.这些变化与实验观察到的甲醇在过渡金属表面解离的结果相一致.同时通过对吸附过程的分析推测其可能的解离途径.     

Pb(Ⅱ)水合结构的密度泛函及分子动力学研究

水溶液中Pb(Ⅱ)的水合结构缺乏实验数据,成键机理尚不明确.采用密度泛函理论、周期性边界计算水合物种Pb(HO)2+1-9的低能构象,探讨其结合能和稳定性,结合该离子在水溶液中的第一性原理分子动力学弛豫行为和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)谱特征,确定其最佳稳定构型和水合数,并通过Mulliken电荷布居、分波态密度及差分电荷密度分析其成键机理.低能优化结果表明,水合数6,7和8的构象均有可能存在,动力学弛豫过程Pb(Ⅱ)的第一和第二水合层不存在明显分界,其优势构型的水合数为6,属于偏半方位构型.22 6Pb(HO)+中Pb—O键的离子性较强,成键机理主要为Pb6p6d轨道与Pb6s-O2p反键态轨道进行耦合,存在反键态电子填充,表现为原子间电子密度的减少.     

甲氧基在Rh(111)表面吸附的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,以原子簇Rh13(9,4)为模拟表面,在6-31G(d,p)与Lanl2dz基组水平上,对甲氧基在Rh(111)表面的四种吸附位置(fcc、hcp、top、bridge)的吸附模型进行了几何优化、能量计算、Mulliken电荷布局分析以及前线轨道的计算。结果表明,当甲氧基通过氧与金属表面相互作用时,在bridge位的吸附能最大,吸附体系最稳定,在top位转移的电子数最多;吸附于Rh(111)面的过程中C—O键被活化,C—O键的振动频率发生红移。     

金属富勒烯Y＠C36结构和性能的密度泛函研究

采用Cerius 2中的GGA/PW91密度泛函方法对具有D6h对称性的C36及其衍生物Y＠C36进行结构全优化, 系统地分析了Y在C36笼内不同占位时系统的能量及稳定性等, 并在同一方法下对结构全优化后的C36和Y＠C36进行了能量、能级、态密度及光学性能分析, 研究了Y原子的嵌入对C36结构和性能的影响.     

C62及其吡啶衍生物结构与电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法, 在TZP基组水平下计算C62及其吡啶衍生物几何与电子结构, 在全优化构型基础上, 采用TD-DFT方法对其低激发态进行计算, 预测其电子吸收光谱. 结果表明, 四种异构体的电子光谱中, 特征吸收来自C62内部的跃迁贡献, 也包括取代基到C62的电子转移. 取代基中N原子位置对490 nm左右吸收带的强度有影响, 两种顺式结构表现较为明显, 而两种反式结构衍生物光谱特征基本相同.     

DFT Studies on Thermal Stabilities,Electronic Structures,and ~（13）C Chemical Shifts of C_（24）O_2 Based on Fullerene C_（24）（D_6）

Quantum chemical calculations on some possible equilibrium geometries of C24O2 isomers derived from C24 (D6) and C24O have been performed using density functional theory (DFT) method. The geometric and electronic structures as well as the relative energies and thermal stabilities of various C24O2 isomers at the ground state have been calculated at the B3LYP/6-31G(d) level of theory. And the 1,4,2,5-C24O2 isomer was found to be the most stable geometry where two oxygen atoms were added to the longest carbon-carbon bonds in the same pentagon from a thermodynamic point of view. Based on the optimized neutral geometries, the vertical ionization potential and vertical electron affinity have been obtained. Meanwhile, the vibrational frequencies, IR spectrum, and 13C chemical shifts of various C24O2 isomers have been calculated and analyzed.     

混合三烃基锡有机酸酯化合物构效关系 （Ⅰ）二环己基－甲基－2，4－二溴－β－甲基苯氧乙酸锡酯 及二环己基－甲基－2－甲氧基－4－丙烯基苯氧乙酸锡酯的晶体结构和分子结构

报道２，４－Ｂｒ２Ｃ６Ｈ３ＯＣＨ（ＣＮ３）ＣＯ２Ｓｎ（Ｃ６Ｈ１１）２ＣＵ３（１）和２－ＯＣＨ３－４－ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨＣ６Ｈ３ＯＣＨ２ＣＯ２Ｓｎ（Ｃ６Ｈ１１）２ＣＨ３（Ｈ２Ｏ）（Ⅱ）的晶体结构和分子结构。（Ⅰ）单斜晶系，空间群Ｐ２１／ｃ，ａ＝１３．０６７（３），ｂ＝１０．５９４（３），ｃ＝１８．１５７（４），β＝１０６．９９（２）°，Ｚ＝４，Ｄｃ＝１．６７２ｇ／ｃｍ３，Ｖ＝２４０３．７３，μ＝４３．７３１ｃｍ－１，Ｍｒ＝６２２．９９，Ｆ（０００）＝１２３２；（Ⅱ）单斜晶系，空间群Ｐ２１／ｎ，ａ＝１０．４０９（１），ｂ＝　１２．５７０（２），ｃ＝２０．６６４（２），β＝８３．５１（１）°，Ｚ＝４，Ｄｃ＝１．２８１ｇ／ｃｍ３，Ｖ＝２６８６．４Ａ３，μ＝９．７６１ｃｍ－１，Ｍｒ＝５３９．２８，Ｆ（０００）＝１１２０．最后的偏离因子，化合物（Ⅰ）Ｒ＝０．０４６，Ｒω＝０．０４６；化合物（Ⅱ）Ｒ＝０．０４９，Ｒω＝０．０４７。晶体结构解析表明，化合物（Ⅰ）和（Ⅱ）中的锡均被配体的３个碳和２个氧原子配位，配位原子呈畸变三角双锥构型；化合物中的环己基均为椅式构象；化合物（Ⅱ）中，配位水分子和另一分子的羰基氧与芳环上的甲基氧?     

4-二羟基硼苯丙氨酸(BPA)及其多羟基衍生物BPA(OH)n(n=1,2,4)的电子结构的理论研究

使用密度泛函方法对硼中子捕获疗法药物4-二羟基硼苯丙氨酸(BPA)及其多羟基衍生物BPA(OH)和BPA(OH)2, BPA(OH)4的电子结构进行了理论计算, 探讨了BPA药物作用的可能机制及其羟基衍生物具有良好水溶性的主要因素. 研究结果表明, BPA的HOMO主要分布在苯环上, 而BPA(OH), BPA(OH)2和BPA(OH)4的HOMO主要位于多羟基基团与BPA母体的结合部位的C, N和O原子附近, 羟基衍生物的这种HOMO轨道特性、 结构中极性基团数量的增多及分子极性的增大等可能是它们具有良好水溶性的主要因素. 计算结果与实验结果一致.