双核簇合物M~2S~2(μ-S)~2(dtp)~2(M=Mo, W)的电子结构及元件组装活性的abinitio研究

本文对双核簇合物M_2S_2(μ-S)_2(dtp)_2(M=Mo,W)及其簇芯碎片M_2S_4~(2+)进行了相对论赝势从头算和Boys定域化分子轨道计算,根据所计算的正则分子轨道(CMO)和定域分子轨道(LMO)以及Mulliken布居分析,探讨了作为簇元元件的M_2S_4(dtp)_2的成键性质和电子结构,利用广义微扰理论,定性分析了M_2S_4~(2+)型簇合物的元件组装活性位和活性区,研究了它们发生[2+1]=3和[2+2]=4型元件组装的成簇机理.     

两个具有[Mo~3M'S~4]^5^+(M'=Mo,W)簇芯的原子簇化合物的合 成和晶体结构

以Mo~3S~4(dtp)~4.H~2O和M'(CO)~6(M'=Mo,W)为起始物在羧酸介质下通过[3+1]模式合成,分别得到一个同核和一个异核四核簇[Mo~4S~4(μ-C~2H~5CO~2)~2(dtpH)(dtp)~3]4和[Mo~3WS~4(μ-CH~3CO~2)~2(dtpH)(dtp)~3]5[dtp=(EtO)~2PS~2^-;dtpH=(EtO)~2P(S)(SH)]。两个簇合物以单晶X射线分析和IR谱学进行结构表征,它们均具有[M~4S~4]^5^+类立方烷簇芯。     

新型Mo-Pb-S异四核簇合物 [Mo~3(PbI~3)S~4(dtp)~3(C~3H~4N~2)~3][(CH~3) ~2CO]~2 的合成和晶体结构

由[Mo~3(μ~3-O)(μ-S)~3(dtp)~4(H~2O)和PbI~3^-在咪唑存在下反应获得异四核混合簇[Mo~3(PbI~3)S~4(dtp)~3(C~3H~4N~2)~3][(CH~3)~2CO]~2(2)[dtp=S~2P(OC~2H~5)~2^-]。簇合物属斜方晶系,空间群P~b~c~a(No.61),晶胞参数为a=2.3590(3),b=1.9161(5),c=2.6458(9)nm,V=11.959(6)nm^3,Z=8。结构最终偏离因子R=0.067。此四核簇分子具有[Mo~3PbS~4]类立方烷簇芯,簇分子整体对称性接近C~3~v。在同一不对称单元中,簇分子的咪唑环以(NH)和溶剂丙酮分子的氧原子形成O---H---N氢键。     

Mo~2S~4(i-mnt)~2(Et~4N)~2和(Et~4N)~3K[Mo~2S~4(i-mnt)~2]~2 [i-mnt=S~2C (CN)^2^-]阴离子的能带结构研究

二核钼簇合物Mo~2S~4(i-mnt)~2(Et~4N)~2和(Et~4N)~3K[Mo~2S~4(i-mnt)~2]~2[i-mnt=S~2C(CN)^2^-]的阴离子在晶体中构成独特的链状结构,本文采用扩展的Huckel近似下的紧束缚能带方法,计算了它们的能带结构。结果表明,相邻簇阴离子间存在弱的相互作用,它是形成链状结构的基础。链状结构与晶体的半导体性质相关联。态密度和晶体轨道重叠布居反映了晶体中电荷分布状况及化学成键特点,与晶体结构分析、NMR谱学表征结果相符合。     

Mo-Ag类立方烷异四核簇[Mo~2Ag~2S~4](TDT)~2(PPh~3)~2的合成, 结构表征和反应性

采用[2+1+1]的设计合成模式, 以二核化合物[Mo~2S~4(TDT)~2](Me~4N)~2(1,TDT=S~2C~6H~3CH~3^2^-)为起始物,与Ag(PPh~3)~3(NO~3)反应,首次合成[Mo~2Ag~2S~4](TDT)~2(PPh~3)~2·CH~2Cl~2(2)的类立方烷异四核簇合物.文中报道了该化合物的晶体结构,红外光谱,紫外可见光谱和电化学研究结果, 以此簇合物和过量的Cu(PPh~3)~2dtp[dtp=S~2P(OEt)~2]反应发现金属Ag可被Cu取代,形成其同系物[Mo~2Cu~2S~4](TDT)~2(PPh~3)~2.这是迄今研究较少的原子簇反应类型.化合物的结晶学参数如下:单斜晶系,空间群:P2~1/n,晶胞参数:a=1.7202(4)nm,b=1.7632(3)nm,c=1.9033(8)nm.β=99.24(3)°,V=5.698(3)nm^3,Z=4,D~c=1.69g/cm^3.对于6158个衍射,最终结构偏离因子R=0.040,R~W=0.048     

Mo~2S~4[S~2CNC~4H~8]~2的合成、结构表征及其与Cu^+,Ni^2+的反应

由(NH~4)~2Mo~2S~12H~2O和(NH~4)(S~2CNC~4H~8)在PPh~3参与反应下,获得Mo~2S~4(S~2CNC~4H~8)~2化合物,对此二核钼簇合物进行了红外、电子光谱、电化学及单晶X射线结构表征,并尝试与多种金属化合物进行[2+1]反应,从反应产物的晶体结构分析发现了包括金属夺取端基S^2-形成Mo~2O~2S~2(S~2CNC~4H~8)~2化合物,Cu^+被氧化并夺取配体(S~2CNC~4H~8)^-形成Cu(S~2CNC~4H~8)~2以及Mo(V)还原为Mo(IV),S^2-氧化为(S~2)^2-而形成Mo~3(μ~3-S)(μ-S~2)~3[S~2CNC~4H~8]~3.     

两个具有[Mo_3M′S_4]~(5+)(M′=Mo,W)簇芯的原子簇化合物的合成和晶体结构

以MO_3S_4(dtp)_4 H_2O和M′(CO)_6(M′=Mo,W)为起始物在核酸介质下通过[3+1]模式合成,分别得到一个同核和一个异核四核簇[Mo_4S_4(μ-C_2H_5CO_2)_2(dtP)_3]4和[Mo_3WS_4(μ-CH_3CO_2)_2(dtpH)(dtp)_3]5[dtp=(EtO)_2PS~-_2;dtpH=(EtO)_2P(S)(SH)] 两个簇合物以单晶X射线分析和IR谱学进行结构表征,它们均具有[M_4S_4]~(5+)类立方烷簇芯     

(Mo_3S_4)_2M~(8+)(M=Mo,Sn,Cu_2)型夹心簇合物的电子结构研究

经对一系列夹心簇合物(H_2O)_9Mo_3S_4MS_4Mo_3(H_2O)_9~(8+)(M=Mo,Sn,Cu_2)的量子化学计算和分析,发现该簇合物是通过配体Mo_3S_4~(4+)中的多中心d-pπ轨道与中心原子键合成簇,其成簇机理与经典的以有机共轭环为配体的夹心配合物十分相似,研究了夹心簇的构型、磁性及电子光谱等性质的分子轨道本质,揭示了多中心d-pπ键的变化与簇合物性质的内在联系。     

三核钼簇合物的配基置换反应及{[Mo_3(μ_3—S)(μ—S)_3(dtp)_3(C_3H_4N_2)_3]~+(dtp)~-}·(CH_3)_2CO(Ⅰ)的合成和晶体结构

具有松散配位的三核钼簇合物[Mo_3(μ_3—S)(μ—S)_3(μ—dtp)(dtp)_3·(H_2O)](A)(dtp=S_2P(OC_2H_5)_2)和过量的咪唑反应时,(H_2O)配体和双啮桥基配体(dtp)可以同时被置换而形成标题化合物(Ⅰ)。晶体结构属三斜晶系,空间群P1。结构组成包括簇阳离子[Mo_3(μ_3—S)(μ—S)_3(dtp)_3·(C_3H_4N_2)_3],(dtp)阴离子及丙酮溶剂。簇阳离子具有近似C_3对称性,三个Mo原子基本上形成等边三角形,其Mo—Mo键长分别为2.763(1),2.762(1),和2.756(1),此簇合物是配体取代反应系列研究的产物之一,是由已知原子簇反应获得新型簇合物的一个例证。     

钼簇合物的簇解反应和两个多钼酸盐化合物的晶体结构

含μ-Cl桥的三核钼簇阴离子[Mo~3(μ~3-O)(μ-Cl)~3(μ-OAc)~3Cl~3]^-在Fe^3^+作用下发生簇解反应, 形成钼同多酸盐[FeCl(DMF)~5][Mo~6O~1~9]。在合成[Mo~3(μ~3-S)(μ-S~2)~3(dtp)~3Cl]簇合物的反应中如果有CuI存在, 则形成钼磷杂多酸盐(Et~4N)~4[PMo~1~2O~4~0](DMF)~2。本文报道这两个多钼酸盐化合物的晶体结构, 并讨论有关的簇解反应。     

四核钼簇合物的配体取代反应及产物Mo_4S_4(μ-OAc)_2(dtp)_4的晶体结构

标题化合物(Ⅰ)经由Mo_4S_4(μ-dtp)_4(Ⅱ)[dtp=S_2P(OEt)_2]和Ni(OAc)_2反应而得。(Ⅰ)晶体属单斜晶系,空间群P2/c,a=13.176(4),b=11.699(3),c=18.526(4)(?),β=116.11(3)°,V=2564(3)(?)~3,Z=2,D_c=1.776g·cm~(-3)。晶体结构由直接法解出,最终偏离因子R=0.085。本文结果表明,可由已知的四核钼簇合物经过配体置换反应,合成得到其簇骼中心[Mo_4S_4]保持不变并具有-OAc作为桥式配体和-dtp作为端基配体的混合配体类立方烷[Mo_4S_4]簇合物。     

二核铪氧簇Hf_2O_n~(–/0)(n=1～6)的电子性质与结构演化的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)与耦合簇[CCSD(T)]相结合的计算方法对一系列二核铪氧簇合物Hf_2O_n~(–/0)(n=1~6)的电子结构进行了系统研究.通过密度泛函理论(DFT)计算对体系的势能面进行广泛的搜索,寻找能量最低的结构.采用广义Koopmans定理计算垂直电子逸出能(VDEs)并模拟阴离子光电子谱(PES).通过理论研究阐明了二核铪氧簇Hf_2O_n~(–/0)(n=1~6)结构演化规律,并利用分子轨道分析对二核铪氧簇Hf2On–(n=1~4)的化学成键和顺序氧化进行解释.自旋密度分析显示:除Hf_2O_5中性簇之外,其它富氧簇都存在多种类型的氧自由基:氧自由基、双自由基或超氧自由基.此外,研究发现Hf2O3中性簇中的定域Hf2+位容易与分子氧O2反应形成Hf_2O_5中性簇;Hf_2O_4~(–/0)簇合物与分子O_2作用形成Hf_2O_6~(–/0)簇合物,Hf_2O_4~(–/0)簇合物可以作为潜在的分子模型研究氧分子在铪氧化物上的活化.     

二维钨-钒簇聚物[Cu(en)_2]_2·[W_(4.5)~ⅥW_2~ⅤV~ⅤV_(9.5)~ⅣO_(44){Cu(en)_2(H_2O)}_2]·3H_2O的合成与表征

采用水热法合成了一个钨-钒簇聚物[Cu(en)2]2[WⅥ4.5WⅤ2VⅤVⅣ9.5O4 4{Cu(en)2(H2O)}2]·3H2O(1,en=乙二胺),并通过X射线单晶衍射、元素分析、傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射、热重分析、价键计算、X射线光电子能谱、电子顺磁共振和磁性分析对其结构和性能进行了表征.结果表明,化合物1是以双支撑的四帽Keggin结构[WⅥ4.5WⅤ2VⅣ9.5O4 0(VⅤO4){Cu(en)2(H2O)}2]4-钨-钒簇合物阴离子为基本结构单元,与4个[Cu(en)2]2+配合物阳离子以共价键和弱键相连接形成二维层状结构,相邻层又通过氢键连接成三维超分子网络.研究了化合物1的磁性及光催化降解罗丹明B的活性.     

簇合物配基置换反应的研究——Mo_3S_4(μ-dtp)(η~2-dtp)_2(η~1-dtp)(bpy)的合成与晶体结构

应用X-射线单晶衍射方法,测定2,2-联吡啶(bpy)和簇合物MO_3S_4(μ-dtp)(dtp)_3(H_2O)(Ⅰ)反应产物的晶体结构。结果表明,产物为Mo_3S_4(μ-dtp)(η~2-dtp)_2(η~1-dtp)(bpy)(Ⅱ),即联吡啶置换了簇合物(Ⅰ)中的端基(H_2O)和端基(dtp)中的一啮。簇合物(Ⅱ)晶体属三斜晶系。晶胞参数为:a=13.638(3);b=13.983(3);c=14.699(2),a=95.57(2)°,β=91.87(2)°,γ=117.40(2)°;V=2467.6~3;Z=2;D_C=1.767g·cm~(-3)。晶体的空间群为P1。最终偏离因子R=0.069,R_w=0.076。本文结合过去对簇合物(Ⅰ)进行的四种不同类型的置换反应的研究,进行了必要的讨论。并指出本文中的反应是松散本位促进的配基置换反应。     

双核钨簇合物W2Cl4（OR）4（ROH）2结构的EXAFS研究

我们曾用EXAFS和X射线单晶衍射研究了M_3W_2Cl_9类双钨簇合物的结构,发现簇胳[W_2Cl_9]~(3-)的结构很牢固,改变阳离子M~+的性质和大小,都不会改变其结构。W_2Cl_9(RO)_4(R′OH)_2类簇合物与M_3W_2Cl_9类似,具有一个双钨簇胳。Anderson等曾研究R为甲基或乙基的两个簇合物的单晶结构,正四价的两个钨原子间用双键及两个氧桥键相联接。与M_3W_2Cl_9另一不同处是取代基RO及R′OH与钨原子直接相联,其间还形成氢键,故RO或R′OH对簇胳的影响要大于M_3W_2Cl_9中阳离子M~+。本文合成6种具有不同取代基的W_2Cl_4·(RO)_4(ROH)_2化合物,用EXAFS研究其结构,以期了解不同取代基对簇胳结构的影响。     

ArCCo~3(CO)~9~-~nL~n的化学ETC合成及其电化学研究

利用由化学还原剂BPK引发的电子迁移催化反应(ETC)合成了两个系列八种新的三核钴簇合物p-RC~6H~4CCo~3(CO)~9~-~nL~n(L=PPh~3, n=1; L=P(OEt)~3, n=2)。用m.p.、元素分析、IR及^1H NMR对簇合物进行了表征。对簇合物在Pt电极上的循环伏安(CV)研究表明, p-RC~6H~4CCo~3(CO)~9及PPh~3单取代物在室温下均经历一个可逆的单电子过程。p-RC~6H~4CCo~3(CO)~9的E~1~/~2与R的σ~m线性关系表明R通过诱导效应影响簇合物的氧化还原性。取代簇合物的还原电势相对于母体簇合物的负转移表明P的配位增大了CCo~3上的电荷密度, 导致簇合物难被还原。     

1-D链状簇合物[Ni(enMe)_2]_2[Ni(enMe)_2{HMoo_4~(VI)Mo_4~V_8~(VI)VO_(40)(V~VO_4)}]·4H_2O的水热合成和晶体结构

水热合成了一种新的1-D链状四帽pseudo-Keggin 结构钼钒簇合物[Ni(enMe)2]2- [Ni(enMe)2{H MoVI4MoV4VIV8O40(VVO4)}]4H2O 1,X-射线单晶结构分析表明,该晶体属单斜晶系,C2/c空间群。晶体学参数为a = 26.3006(6), b = 13.6195(3), c = 19.7122(5) ,b = 105.8330(10), V = 6793.0(3) ?, Z = 4, Dc = 2.566 g/cm3, Mr = 2623.96, m = 3.507 mm-1, F(000) =5088, R = 0.0700, wR = 0.1529, S = 1.019。该簇合物是由金属配位桥Ni(enMe)2桥联四帽pseudo-Keggin 结构{HMoVI4MoV4VIV8O40(VVO4)}簇构成一维链状结构,链与链间通过与另外一个配位阳离子[Ni(enMe)2]2+的氢键相互作用构成超分子网状结构。     

双μ~3-O四核过渡金属簇合物的研究I.[M~2M'~2O~2(C~2H~5COO)~7(bipy)~2]·ClO~4(M=Fe;M'=Fe或Cr族合物的合成和晶体结构

本文采用2,2-联二吡啶与氧心三核物[M~3O(C~2H~5COO)~6(H~2O)~3]·NO~3(M=Fe;Cr)在乙腈中反应的方法制备了两个簇合物:[Fe~4O~2(C~2H~5COO)~7(bipy>~2]·[Fe~2Cr~2(C~2H~5COO)~7(bipy>~2]·ClO~4(2).从测定的单胞参数可确定它们为异质同晶,进而测定了簇合物1的结构.晶体属三斜晶系,空间群PI,单胞参a=1.5328(2),b=1.6325(2),c=1.3017(2)nm,a=113.49(1),β=115.12(1),γ=94.11(1)°;Ⅴ=2.5882nm^3,D~c=1.51g.cm^-3,Z=2,R=0.063,R~w=0.094.     

双μ~3-O四核过渡金属簇合物的研究I.[M~2M'~2O~2(C~2H~5COO)~7(bipy)~2]·ClO~4(M=Fe;M'=Fe或Cr族合物的合成和晶体结构

本文采用2,2-联二吡啶与氧心三核物[M~3O(C~2H~5COO)~6(H~2O)~3]·NO~3(M=Fe;Cr)在乙腈中反应的方法制备了两个簇合物:[Fe~4O~2(C~2H~5COO)~7(bipy>~2]·[Fe~2Cr~2(C~2H~5COO)~7(bipy>~2]·ClO~4(2).从测定的单胞参数可确定它们为异质同晶,进而测定了簇合物1的结构.晶体属三斜晶系,空间群PI,单胞参a=1.5328(2),b=1.6325(2),c=1.3017(2)nm,a=113.49(1),β=115.12(1),γ=94.11(1)°;Ⅴ=2.5882nm^3,D~c=1.51g.cm^-3,Z=2,R=0.063,R~w=0.094.     

若干含氧桥双核钼(V)原子簇化合物的研究

本文在测定了五个新颖双核钼(V)簇合物的晶体结构(QH)4[Mo2O4(NCS)6](1),H(PyH)3.[Mo2O4(C2O4)2(H2O)2]2.2H2O(2), (QH)3[Mo2O4(C4H3OCOO)(NCS)4](3),(QH)3[Mo2O4.(CH2OH)(NCS)5](4)和(PyH)4[Mo2O3(SO4)(NCS)6](5)以及文献报道该类型化合物结构数据的基础上, 综述了含氧桥双核钼(V)簇合物的结构特征, 并应用SCC-EHMO方法探讨了该类型化合物的电子结构和成簇机理, 最后用简征坐标分析法, 研究了含氧桥双核钼(V)化合物簇胳单元[Mo2O4]^2^+和[Mo2O3SO4]^2^+的振动结构及其红外谱带归属。