双齿配位过渡金属化合物化学——Ⅱ.化合物(Et_4N)_2[Ni_2(SC_6H_4O)_2(μ-SC_6H_4OH)_2]和(Ph_4P)_2[Ni_3(SCH(CH_3)CH_2S)_4]·2CH_3CN的核磁共振研究(英文)

测定并分析了化合物(Et4_N)_2[Ni_2(SC_6H_4O)_2(μ-SC_6H_4OH)_2]和(Ph_4P)_2[Ni_3(SCH(CH_3)CH_2S)_4]·2CH_3CN的_1H NMR数据,计算了模拟谱,确认它们在DMSO溶液中仍保持原有固体状态的分子结构,它们的抗磁性质得到~(13)C NMR的证实。     

(H_2O)_n(n=1-3)和H_2SO_4作用下H_2CO_3气相分解反应机理的理论研究

本文利用CCSD(T)/6-311++(3df,3pd)//B3LYP-D3/6-311++G(3df,3pd)+0.9686×ZPE理论方法对(H_2O)_n(n=1-3)和H_2SO_4存在与不存在的情况下,H_2CO_3气相分解反应机理进行了理论研究.计算结果表明(H_2O)_n(n=1-3)和H_2SO_4都能使H_2CO_3气相分解反应的能垒显著地降低,其催化能力按由强到弱的顺序是H_2SO_4(H_2O)_2(H_2O)_3H_2O.     

CH3CH2+O(3P)反应机理的理论研究

利用abinitio方法对CH3CH2+O(3P)反应进行了理论研究,在MP2/6311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型和谐振频率,并在QCISD(T)/6311+G(d,p)水平上进行单点能计算.计算结果表明:CH2O+CH3、CH3CHO+H和CH2CH2+OH是主要反应产物,其中CH2O+CH3主要来自反应通道A1:(R)→IM1→TS3→(A),CH3CHO+H主要来自反应通道B1:(R)→IM1→TS4→(B),CH2CH2+OH主要来自直接抽提反应通道C1和C2:(R)→TS1(TS2)→(C).计算结果同时表明该反应生成CO的通道能垒是非常高的,CO应该不是主要产物.     

First-principles Study on the Magnetic,Half-metal and Thermoelectric Transport Properties of Inorganic-Organic Hybrid Compounds [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3]

The electronic structure,magnetic and half-metal properties of inorganic-organic hybrid compound [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3] are investigated by using the full-potential linearized augmented plane wave (FPLAPW) method within density-functional theory (DFT) calculations.The density of states (DOS),the total energy of the cell and the spontaneous magnetic moment of [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3] are calculated.The calculation results reveal that the low-temperature phase of [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3] exhibits a stable ferromagnetic (FM) ground state,and we find that this organic compound is a half-metal in FM state.In addition,we have calculated antiferromagnetically coupled interactions,revealing the existence of antiferromagnetic (AFM),which is in agreement with the experiment.We have also found that [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3] is a semiconductor in the AFM state with a band gap of about 0.40 eV.Subsequently,the transport properties for potential thermoelectric applications have been studied in detail based on the Boltzmann transport theory.     

Mg(IO_3)_2-H_2O体系的一个新物相Mg(IO_3)_2·2H_2O和溶解度-温度相图

在Mg(IO_3)2-H_2O体系中发现了一个新的物相二水碘酸镁Mg(IO_3)2·2H_2O.用称重法测定了Mg(IO_3)2,Mg(IO_3)2·2H_2O和Mg(IO_2)2·4H_2O的溶解度随温度变化的曲线。     

HX与H_2O分子间氢键理论研究

在B3LYP/6-311++G~(**)水平上对H_2O与HX(F,C1,Br,I)分子间形成的(H_2O)_2HX和H_2O(HX)_2六元环氢键复合物的构型进行了全优化,频率计算表明,所有构型中O(2)—H(1),O(6)—H(5)及X(6)—H(5)的伸缩振动频率均发生红移,而对于X(4)—H(3)的伸缩振动频率在(H_2O)_2HF、(H_2O)_2HCl、H_2O(HF)_2体系中发生红移,在(H_2O)_2HBr、(H_2O)_2HI、H_2O(HCl)_2、H_2O(HBr)_2、H_2O(HI)_2体系中发生蓝移.在MP2/6-311++G~(**)水平上计算了体系的相互作用能,得到F、Cl、Br所形成的复合物其总相互作用能均为负值,而I形成的复合物其总相互作用能为正值.采用SCRF(PCM)方法研究了体系的溶剂化效应,结果表明溶剂化效应使复合物更稳定.自然键轨道(NBO))分析表明,复合物分子中的直接超共轭作用,导致了复合物中O(2)—H(1)、O(6)—H(5)及X(6)—H(5)键有所拉长,同时增加了复合物的稳定性.综合分析得到八种复合物的稳定性顺序为:H_2O(HF)_2(H_2O)_2HF(H_2O)_2HCl(H_2O)_2HBrH_2O(HCl)_2H_2O(HBr)_2(H_2O)_2HIH_2O(HI)_2.     

CH3CH2O及CH3CHOH与HO2反应机理的理论研究

采用CCSD(T)/cc-pVTZ//B3LYP/6-311++G(2df,2p)水平上对CH3CHOH + HO2和CH3CH2O + HO2反应体系的单、三重态反应机理进行了详细的理论研究.计算结果表明,CH3CHOH + HO2反应主要发生在单重态势能面上,其中四条通道均为快速自发过程;CH3CH2O + HO2反应在三重态势能面上的通道CH3CH2O + HO2 → 3IM11 → 3TS11 → P11 (CH3CH2OH + 3O2)为动力学和热力学的优势路径. 大气中CH3CHOH比CH3CH2O更容易稳定存在.     

CH3CH2O及CH3CHOH与HO2反应机理的理论研究

采用CCSD(T)/cc-pVTZ//B3LYP/6-311++G(2df,2p)水平上对CH3CHOH + HO2和CH3CH2O + HO2反应体系的单、三重态反应机理进行了详细的理论研究.计算结果表明,CH3CHOH + HO2反应主要发生在单重态势能面上,其中四条通道均为快速自发过程;CH3CH2O + HO2反应在三重态势能面上的通道CH3CH2O + HO2 → 3IM11 → 3TS11 → P11 (CH3CH2OH + 3O2)为动力学和热力学的优势路径. 大气中CH3CHOH比CH3CH2O更容易稳定存在.     

LP-FTIR研究CH3C(O)CH=CH2与O3大气反应生成过氧化物的产率

在(298±2)K 温度和1.0×105 Pa(20% O2+80% N2)压力条件下,采用长光路傅里叶变换红外光谱(LP-FTIR)技术,实验室模拟研究甲基乙烯基酮(CH3C(O)CHCH2)与O3大气化学反应.从FTIR光谱中可以看出,产物中包括HCHO,HC(O)OH,CH3CHO和CH3C(O)CHO等羰基化合物,还有CO,CO2等.FTIR结合双通道过氧化物分析仪,测定了过氧化物的产率.其中,有机氢过氧化物(ROOH)为(10.7±0.4)% ,过氧化氢(H2O2)为(1.8±0.3)%.HPLC分析表明,ROOH主要为甲基过氧化氢(CH3OOH).可以认为,作为异戊二烯主要中间产物之一的甲基乙烯基酮与O3的反应是大气有机过氧化物的一个重要来源.至于反应过程中有机过氧化物的生成浓度呈现双峰的特征,其机制需作进一步的研究.     

3Cu(IO_3)_2·2H_2O晶体的电子结构研究

本文测定了3Cu(IO_3)_2·2H_2O球晶的电子吸收光谱,吸收峰位于9140cm~(-1)和15250cm~(-1)。首次观察到了高达6110cm~(-1)的低对称晶场分裂。吸收曲线经Gauss分解可得到八个Gauss型吸收峰,分别位于8590,10690,10870,12190,13500,14510,15330和16500cm~(-1)。测量其EPR谱可得g=2.141±0.004。本文进而用配位场理论和非自由Cu(Ⅱ)的径向波函数定量地处理了实验结果,计算值与实验值相符,从而综合地解释了该化合物晶体的电子结构。     

[Fe_3O(Ala)_6(H_2O)_3](ClO_4)_7和[Fe_3O(Gly)_6(H_2O)_3](NO_3)7·3H_2O的顺磁共振谱及变温磁化率研究

本文通过对 [Fe3 O(Ala) 6(H2 O) 3 ](Cl O4) 7和 [Fe3 O(Gly) 6(H2 O) 3 ](NO3 ) 7· 3H2 O的 ESR谱的解析及变温磁化率的研究 ,得出它们的 ESR谱具有各向同性的特点 ;朗德因子分别为 2 .0 19和 1.997;两种配合物中铁离子间有反铁磁相互作用     

第一性原理研究H_2O分子在CaCO_3(104)表面吸附

基于密度泛函理论的第一性原理方法模拟研究H_2O在CaCO_3(104)表面的吸附特征.首先,研究H_2O分子在CaCO_3(104)表面的顶位、桥位(短桥位、长桥位)和穴位上垂直和平行表面两种类型下的8种高对称吸附结构模型,结合吸附能和稳定吸附构象确定最优吸附位.而后,基于H_2O/CaCO_3(104)最优吸附结构模型,研究吸附前后H_2O和CaCO_3(104)表面的物理结构、电子结构(Mulliken电荷布居数、态密度、电子局域函数)的特征,分析H_2O/CaCO_3(104)表面之间的相互作用以及成键机理.研究结果:吸附能和体系稳定构象显示H_2O分子/CaCO_3(104)表面的最稳定吸附结构为穴位-平行.在穴位-平行位吸附后,H_2O分子的O-H键长和H-O-H键角均发生改变; CaCO_3晶体平行和垂直(104)表面方向上原子位置均发生改变,表面层变化最大;即吸附作用对H_2O分子和CaCO_3晶体的物理结构均产生较大影响; H_2O/CaCO3(104)最优吸附体系的Mulliken电荷布居数、电子态密度、电子局域函数的研究均说明H_2O分子与CaCO3(104)之间存在电子的转移形成化学键.其中,Ca-O(H_2O)形成离子键,H(H_2O)-O(CaCO_3)之间存在氢键作用.本文研究揭示了方解石表面水湿性的原因,同时为方解石润湿性的深入研究奠定基础.     

π-(C_5H_5)_2TiCl_2·AlR_3系可溶性催化剂的电子自旋共振波谱

本文稿研究了Al(iC_4H_9)_3、Al(C_2H_5)_3、Al(C_2H_5)_2Cl、Al(C_2H_5)Cl_2等与π-(C_5H_5)_2TiCl_2 所形成的络合物在无溶剂以及在溶剂稀释过程中的电子自旋共振波谱。根据实验结果,作者认为未成对电子是定位在Al~(27)核一端,电子云可延伸到α氢原子位置上,并指出溶剂主要起着分散络合物的作用。     

电场中(MgO)_2吸附H_2的理论研究

电场诱导MgO材料吸附H_2是一种有效的储氢方法,而较高的场强制约其广泛应用.本文在B3LYP/CC-PVTZ水平上对电场中(MgO)_2团簇的储氢性质进行了研究,结果表明仅需外加强度为0.005a.u.的电场,就能使其对单个H_2在Mg/O上的吸附能由无电场时的-0.143/-0.091 eV提高到-0.202/-0.134 eV.该场强远小于其他大尺寸MgO材料达到相同吸附强度所需的电场,表明降低材料尺寸是减少储氢所需电场强度的一种可能方法 .计算还表明电场中(MgO)_2最多能吸附8个H_2,相应的质量密度达到16.7 wt%.     

一种新型钼磷酸盐杂多化合物(NH3CH2CH2NH3)7H2[NaMo12O30(PO4)2(HPO4)5(H2PO4)]·7H2O的合成和光谱研究

本文采用水热反应条件 ,合成得到一种新型的含五价钼原子的杂多化合物 :(NH3CH2 CH2 NH3) 7H2[NaMo1 2 O30 (PO4 ) 2 (HPO4 ) 5(H2 PO4 ) ]·7H2 O ,在晶体结构测定的基础上对其进行红外、拉曼和紫外 可见漫反射光谱研究。结果表明 :较长的Mo(Ⅴ )—O键键长和分子内大量的氢键造成化合物红外光谱特征的红移。     

稀土配合物Tb(Sal)3·3H2O纳米微晶的制备及发光性质

利用化学沉淀法制备了不同粒径的Tb(Sal)_3·3H_2O纳米微晶和Tb(Sal)_3·3H_2O稀土配合物。利用元素分析、红外光谱、热重分析和透射电镜表征了纳米微晶和稀土配合物的结构、热性质和粒径大小。利用荧光激发和发射光谱、紫外光谱探讨了有机配体和中心离子之间的能量传递过程。结果显示Tb(Sal)_3·3H_2O纳米微晶的粒径主要分布在50～250nm区域并且发出较强铽(Ⅲ)离子的特征荧光。这些结果为进一步扩展稀土配合物在发光材料以及磁材料中的应用奠定了基础。     

硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物氢键相互作用的密度泛函研究

为研究硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物的氢键作用,采用密度泛函B3LYP方法在6-311++G(d, p)基组水平上对硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物的结构进行优化,采用MP2/6-311++G(d, p)方法,经基组叠加误差和零点能校正计算得到复合物的相互作用能.利用自然键轨道分析方法研究复合物氢键作用的本质,并对复合物中水分子的振动光谱进行分析.计算结果表明,硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物存在着6个硝酸羟胺-H_2O稳定构型和8个硝酸羟胺-(H_2O)_2稳定构型,且最稳定构型的相互作用能分别为52.821 kJ·mol~(-1)和73.349 kJ·mol~(-1).在硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物中,水中H-O伸缩振动频率明显红移,且红移增大的程度与复合物稳定化能的变化趋势基本一致.     

苯酚-水团簇C_6H_5OH(H_2O)_n(n=1-6)结构与电子性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论,在B3LYP/6-31+G(d, p)基组水平上对苯酚-水团簇C_6H_5OH(H_2O)_n(n=1-6)的可能构型进行全优化,得到了团簇的稳定结构;在B3LYP/6-311++G(d, p)基组水平上计算得到了各团簇构型的总能量和结合能,结果显示,在团簇尺寸较小(n≤5)时,团簇C_6H_5OH(H_2O)_n的最稳定结构为平面的环状结构,团簇尺寸较大(n5)时,团簇C_6H_5OH(H_2O)_n的最稳定结构为三维立体结构.通过对团簇结合能的二阶差分、最高占据轨道与最低空轨道之间的能隙、费米能级和电离能的分析发现,团簇C_6H_5OH(H_2O)_2的最低能量结构具有较高的稳定性,可能具有幻数结构.     

紫光化合物[Cd(bpdc)(phen)_2(H_2O)]·6H_2O的合成、结构及荧光光谱研究

以2,4′-联苯二甲酸(H2bpdc)和1,10-邻菲罗啉(phen)为配体,采用水热法合成一例三维超分子网状镉(Ⅱ)配合物[Cd(bpdc)(phen)2(H2O)]·6H2O(1)。通过单晶X射线衍射分析,元素分析和红外光谱分析表征化合物1的结构。单晶X射线衍射分析结果表明,化合物1属于三斜晶系,P1空间群,中心金属Cd(Ⅱ)离子呈现六配位扭曲八面体构型,通过两种氢键作用和π—π堆积作用形成三维超分子结构。同时,对化合物1进行固态/溶液以及不同温度下的荧光性能测试。以350nm为激发波长进行激发,298K固态时,化合物1在390nm处有强发射峰,呈现紫色荧光;77K固态时,化合物1的荧光光谱具有两个发射谱带,分别位于380和520nm处,是因为在低温时化合物1表现出精细结构。298K时,化合物1在DMSO溶液和CH3OH溶液中分别在380和375nm有最大发射,相对于固态最大发射波长发生蓝移,呈现紫色荧光。这均是基于中心金属微扰配体中心的π*→π跃迁发射。研究了化合物1固态和溶液的荧光寿命,化合物1荧光衰减过程包含双组分。298K条件下,化合物1在DMSO溶液中的寿命(τ1=1.73μs和τ2=14.07μs)比CH3OH溶液中的荧光寿命(τ1=1.21μs和τ2=12.44μs)长。此外,77K固态时的荧光寿命(τ1=1.96μs和τ2=16.11μs)长于298K的固态荧光寿命(τ1=1.20μs和τ2=11.34μs),这是因为低温条件下降低分子内部的非辐射跃迁,从而延长固态荧光寿命。     

LP-FTIR研究CH_3C(O)CH═CH_2与O_3大气反应生成过氧化物的产率

在 (2 98± 2 )K温度和 1 0× 10 5Pa (2 0 %O2 80 %N2 )压力条件下 ,采用长光路傅里叶变换红外光谱(LP FTIR)技术 ,实验室模拟研究甲基乙烯基酮 (CH3 C (O)CHCH2 )与O3 大气化学反应。从FTIR光谱中可以看出 ,产物中包括HCHO ,HC (O)OH ,CH3 CHO和CH3 C (O)CHO等羰基化合物 ,还有CO ,CO2 等。FTIR结合双通道过氧化物分析仪 ,测定了过氧化物的产率。其中 ,有机氢过氧化物 (ROOH )为(10 7± 0 4 ) % ,过氧化氢 (H2 O2 )为 (1 8± 0 3) %。HPLC分析表明 ,ROOH主要为甲基过氧化氢 (CH3 OOH)。可以认为 ,作为异戊二烯主要中间产物之一的甲基乙烯基酮与O3 的反应是大气有机过氧化物的一个重要来源。至于反应过程中有机过氧化物的生成浓度呈现双峰的特征 ,其机制需作进一步的研究。