NH3(H2 O)2氢键团簇稳定结构的理论研究

利用经验势与ab initio曲理论相结合的方法寻找团簇NH3(H2O)2的稳定结构.对由经验势所得的14个初始结构,进一步用I-IF、DFT和MP2理论,采用6-31 G(d,p)基组对它们进行几何优化,并在HF、DFI'和MP2理论水平下用6-311 G(2d,2p)基组对优化后得到的6种结构进行能量计算、频率分析,得到6种低能量的稳定结构.     

H+n(n=9,11,13)团簇离子的实验研究

报道了关于H9^ ,H11^ 和H13^ 团簇离子的实验研究结果，分析讨论了H9^ ，H11^ 和H13^ 团簇离子的形成和可能的分解途径。     

铝离子水分子团簇Al~(3+)(H_2O)_n(n=1～6)性质的理论研究

采用高水平的从头计算方法对铝离子水分子团簇Al3+(H2O)n(n=1～6)进行了几何构型的优化、能量和振动频率的计算.计算结果表明Al3+(H2O)n(n=1～6)的最稳定构型都是水分子直接结合于离子.随着团簇中水分子数的增加,R(Al3+—O)逐渐增长,总的结合能逐渐增大,连续结合能逐渐减小.团簇中,铝离子和水分子之间有明显的电荷转移,铝离子的极化作用导致O—H键伸缩振动向低波数方向移动,而对∠HOH的弯曲振动影响较小.     

OH-(H2O)n(n=1～8)团簇的量子化学研究

分别在B3LYP/6-31++G(d,p)、MP2/6-31++G(d,p)、MP2/aug-cc-pVDZ水平下,对OH-(H2O)n(n=1～8)团簇进行结构、二阶稳定化能、结合能等性质的研究,并进行电荷性质讨论,分析了上述稳定构象下的电荷分布和电荷转移.计算结果表明:对于氢氧根离子水团簇的结构、电荷转移、二阶稳定化能、结合能等性质,3种方法的计算结果多数比较接近,且氢氧根离子水团簇的结构、电荷转移、二阶稳定化能都与氢氧根离子的氧原子的配位数有关.OH-与第一壳层水分子形成的平均氢键长R-O…H,随着OH-氧的配位数的增加而增加.对于水分子数相同的团簇,第一壳层的平均角度θ-H…O…H、氢氧根离子总电荷与第一壳层水分子平均电荷的乘积qOH-×q-FW、氢氧根离子的电荷转移量的绝对值|ΔqOH-|以及第一壳层的平均二阶稳定化能E-ave(O…H)随配位数的增加而减小.     

利用遗传算法研究(AgI)n(n=2～19)团簇基态结构

利用遗传算法结合改进的R—VR势,研究了（AgI）n（n=2—19）团簇的基态结构及相对稳定性。结果表明：团簇的基态结构主要以四元环和六元环邻接的茏状结构为主,并随着团簇尺寸的增加逐渐向密堆结构转变。（AgI）n（n=6,8、9、12、16）的结构较为稳定。     

(NH3)2(H2O)4团簇结构的密度泛函理论研究

利用经验势得到(NH3)2(H2O)4团簇的初始结构,在初始结构的基础上利用DFT/B3LYP/6-31G(d)进行几何结构优化和频率计算.在此基础上挑选出稳定的构型利用DFT/B3LYP/6-311++G(d,p)进行优化.得到了(NH3)2(H2O)4团簇的16种稳定异构体,通过对这些异构体的键长,振动频率,偶极矩的研究,发现了结构对称性好,键长较短的构型能量较低,结构较稳定.     

氨水团簇(NH3)m(H2O)n(m+n=2-5)的模型势结构

对氨水分子间的作用采用一种新的模型势,利用新近发展的一种快速分子动力学局域优化算法,计算了中性氨水团簇(NH3)m(H2O)n(m+n=2-5)的可能结构.发现氨水团簇(NH3)m(H2O)n的结构数随分子数n+m的增加呈指数增长;当H2O分子在数目上占优势时,团簇的最稳定结构与(H2O)n+m的构型相似,只是其中的水分子被NH3取代,这个结果与实验结果和ab initio结果一致,表明针对氨水团簇提出的新模型势可以得到具有一定参考价值的结构信息.     

NH3(H2O)5 氢键团簇的稳定结构

利用密度泛函方法(DFT/B3LYP)方法对经验势得到的NH3(H2O)5 团簇初结构进行结构优化和频率计算,最终得到B3LYP/6-311++G(d,p)水平上的20种稳定结构,再用Moller-Plesset二级微扰方法(MP2)计算这些结构的能量并加以比较.还计算了这20种构型的结合能、电子亲和势和电离能,展示了一些相关方面的性质.     

遗传算法研究Ptn(n=2～57)团簇的基态结构特性

采用紧束缚势结合遗传算法系统的研究了Ptn(n=2～57）团簇的基态结构特性.结果表明：在铂团簇的生长中除类二十面体结构外,还存在类十五面体和类fcc构型与之竞争.通过讨论团簇的平均束缚能Eb、二阶差分能Δ2E(n)和剩余能ΔE(n),发现铂团簇平均束缚能随原子数目的增加而增大,n为13、22、24、30、38、48和54为其幻数序列.     

小尺寸铋团簇Bin(2≤n≤10)的结构特性

采用广义梯度近似下的密度泛函理论系统研究了小铋Bin(2≤n≤10)团簇的结构及其尺寸演化.对于每一尺寸的团簇构造了大量的结构异构体以寻找最低能量结构,发现了几种结构模式如笼形、层状结构和超团簇等相互竞争,并作为全局极小交替出现.在讨论结构稳定性和电子性质的尺寸效应时,观察到了相似的奇偶振荡行为,表明Bin团簇的稳定性主要是由电子壳层效应决定的.     

[Gd2(BDC)3(H2O)2]n和[Ho2(BDC)3(H2O)2]n的合成和结构

用1,3-间苯二甲酸(BDC)和Ln2O3(Ln=Gd,Ho),通过水热法,加入少量3,5-二甲基吡啶,合成了具有二维结构的配位聚合物[Ln2(BDC)3(H2O)2]n.通过X射线单晶衍射的方法得到两种化合物的晶体数据.[Gd2(BDC)3(H2O)2]n的晶体数据C24H16O14Gd2,M=842.9,单斜晶系,空间群P21/n,a=1.341 nm,b=1.446 nm,c=1.343 nm,β=104.17°,V=2.528 nm3,Z=4,Mo-Kα,μ=5.264 cm-1,Dc=2.12 g·cm-3.[Ho2(BDC)3(H2O)2]n的晶体数据C24H16O14Ho2,M=860.2,单斜晶系,空间群P21/c,a=1.059 nm,b=1.420 nm,c=1.710 nm,β=97.90°,V=2.548 nm3,Z=4,Mo-Kα,μ=5.264 cm-1,Dc=2.12 g·cm-3.这两种化合物有相似的二维结构.Ln离子通过三种不同的BDC配体方式互相连接,组成了复杂的二维隧道,同时配位水分子在隧道中.     

配位聚合物{[Zn(bpfP)(NCS)2(H2O)2]·2H2O}n的合成与晶体结构

通过Zn(NO3)2.6H2O与KSCN和N,N′-双-3-吡啶甲酰基哌嗪(bpfp)在甲醇和水的混合溶剂中自组装,制备出了配位聚合物{[Zn(bpfp)(NCS)2(H2O)2].2H2O}n,并通过X射线衍射测定了其晶体结构.结果表明,该晶体属于三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为:a=0.836 23(17)nm,b=1.004 7(2)nm,c=0.756 40(15)nm,α=100.02(3)°,β=100.57(3)°,γ=74.76(3)°,V=5.974(2)nm3,Z=1,Mr=549.92,Dc=1.529 mg/m3,F(000)=284,μ=1.248 mm-1.通过对其晶体结构的研究发现,每个锌离子均处于一个稍微扭曲的八面体配位环境中,锌离子与锌离子之间通过桥联配体bpfp哌嗪连接成无限延伸的一维长链,在同一链上相邻的2个锌离子之间的距离为1.292 0 nm.另外,在固态结构中,链与链之间相互平行并且还存在着O—H…O氢键和π-π相互作用.     

团簇CrnB2（n=1~4）稳定构型及组成比例

为深入了解团簇CrB体系的结构与性质,本文在利用密度泛函理论方法对团簇的所有可能构型优化计算的基础上,结合能量学原理对团簇CrnB2(n=1~4)稳定构型的组成比例进行研究。结果表明：不同组成的团簇CrnB2(n=1~4)均是以三重态构型更稳定,三重态构型所占比例总和在77.13%～99.65%;从结合能和吉布斯自由能变看,具有四角锥构型的团簇CrnB2(C1(3))最稳定。     

新型配位聚合物[Nd_2(ad)_3(H_2O)_2]_n·n(4,4’-bpy)的水热合成及晶体结构

以NdCl3·xH2O,ad(己二酸)和4,4’_bpy为原料,在水热合成反应条件下,合成了配位聚合物[Nd2(ad)3(H2O)2]n·n(4,4’_bpy),利用元素分析、红外光谱、X射线单晶衍射和荧光分析对其进行了表征.该配位聚合物属正交晶系,Pbcn空间群,晶胞参数为a=2.2012(6)nm,b=0.7778(2)nm,c=1.9724(5)nm,α=β=γ=90°,V=3.3770(15)nm3,Z=4,d=1.796g/cm3,μ=3.108mm-1,F(000)=1800,R1=0.0430,R2=0.0560.通过己二酸配体羧基氧原子桥联Nd3+形成三维网状结构,4,4’_bpy通过H键的连接存在于孔道中.     

配聚物{[Zn(C4H4O6)(H2O)2]·2H2O}n的合成、晶体结构及光谱

采用水热合成方法合成了1种Zn(Ⅱ)配位聚合物{[Zn(C4O6)(H2O)2]·2H2O}n, 对该化合物的单晶进行了X-射线衍射分析,确定了结构.标题化合物是由酒石酸根作为六齿配体与Zn(Ⅱ)离子进行配位形成的具有3D无限结构的配位聚合物.同时对化合物的紫外-可见-近红外光谱、红外光谱及荧光光谱进行了测定及分析.     

簇合物[Et4N]4[WS4Cu5.5Br3.5(NCS)4(H2O)0.5]·0.5Et2O的合成及其晶体结构

报道了由[Et4N]2WS4、CuSCN、Et4NBr和NH4SCN合成的标题簇合物[Et4N]4[WS4Cu5.5Br3.5(NCS)4(H2O)0.5]·0.5Et2O(1),并测定了其晶体结构.该晶体属三斜晶系,空间群为P-1,a=1 29581(11)nm,b=1.35388(9)nm,c=1.9644(2)nm;α=79.769(9)°,β=89.080(13)°,γ=86.063(13)°,V=3.3834(5)nm3,Z=2.该簇合物阴离子[WS4Cu5.5Br3.5(NCS)4(H2O)0.5]4-是由两个网兜状[WS3Cu3]骨架和两个"半开口"立方烷状[WS3Cu3Br]骨架组成的混合结构.W…Cu距离在0.2664(2)～0.2716(2)nm之间.     

[Zn(PBIMH)2(H2O)]n的合成及晶体结构

水热条件下,合成了配位聚合物[Zn（L）2（H2O）]（nLH=2-吡啶-2-苯并咪唑）.X-射线单晶衍射分析结果表明：配合物属单斜晶系,P2（1）/c空间群,晶胞参数分别为：a=12.5657（2）,b=12.9258（2）,c=13.2403（3）A°,β=102.738（1）A°.锌离子与两个LH的4个氮原子,1个端基水配位形成变形的四角锥,（I）通过O---H---N氢键形成一维超分子结构.     

氨水团簇(H2O)n(NH3)m的稳定结构

利用Hartree-Fock方法对氨水团簇(H2O)n(NH3)m(m n=6)的一些可能构型进行了结构优化和频率分析;进一步用MP2方法计算了这些优化结构的能量和结合能.通过构型体系能量和结合能的比较,得到了这些团簇的最稳定结构;在此基础上还计算了这些团簇的电离势、电子亲和势,对(H2O)n(NH3)m团簇体系的结构和性质的进一步研究是有益的.     

用模型势方法探索铵离子水团簇NH4+(H2O)n(n=1-6)的结构

对铵水团簇NH4+( H2O)n(n=1 -6),计算了模型势结构,并对所得结构做了高精度MP2/aug - cc - pvdz(简记为MP2/apvdz)局域优化.定量比较了模型势结构和MP2结构的各种键长,发现分子间的相互作用对分子内共价键影响很小.结果表明,我们得到的模型势最小能构型与实验结果和MP2结果一致,而且好于DFT和其它较低水平理论的结果.