NX(a1Δ,X=F、Cl、Br)分子结构与ωe～Re关联模型

基于不少双原子分子的稳定激发态系列中存在已知ω e而未给出 Re的现象 ,本文提出了ω e～ Rα e=C的理论模型 ,对近 60个双原子分子的光谱数据进行了论证 ,并与量子力学计算结果进行了比较 .结果表明 ,该模型具有通用性与可靠性 .结合 NX(a 1Δ )替代 O2(a 1Δ g)的新激光系统可能性研究需要 ,应用 CIS、 B3LYP与 MCSCF方法 ,在 6-311+ g(3df)基水平计算了 NX(X=F、 Cl、 Br)第一激发态( a 1Δ)的结构 ,导出了解析势能函数.     

BH分子X1∑+、A1∏和B1∑+态的势能函数

利用SAC/SAC-CI方法,使用D95++、6-311++g及cc-PVTZ等基组,对BH分子的基态(X1∑+)、第一简并激发态(A1∏)及第二激发态(B1∑+)的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过对三个基组计算结果的比较,得出了cc-PVTZ基组为三个基组中的最优基组的结论;使用cc-PVTZ基组,利用SAC的GSUM(group sum ofoperators)方法对基态(X1∑+),SAC-CI的GSUM方法对激发态(A1∏和B1∑+)进行单点能扫描计算,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得到了相应电子态的完整势能函数;从得到的势能函数计算了与基态(X1∑+)、第一简并的激发态(A1∏)和第二激发态(B1∑+)相对应的光谱常数(Be、αe、ωe和ωeXe),结果与实验数据较为一致.其中基态、第一激发态与实验数据吻合得较好.     

NX(X=F,Cl,Br)分子结构与极化函数f轨道的作用

用密度泛函理论的Becke3LYP方法，计算了NX（X=F，Cl,Br）的激发态b1Σ＋ 和基态X3Σ－，并对比不含f轨道的基集合cc-pvDZ和6-311＋G与含f轨道的基集合6-311＋G(3df)的计算结果，发现极化函数f轨道对NCl和NBr的键长与谐振频率ωe有明显改进作用，即f轨道对成键有贡献，而f轨道对NF的Re和ωe则无明显作用.同时，基于能量共振转移的需要，用NF代替O2-I 红外激光系统的O2是不适宜的，而用NCl和NBr代替则是可能的.     

LaH分子的X1∑+态的势能函数

应用原子分子反应静力学原理导出LaH分子的电子状态和可能的离解极限,考虑相对论紧致有效势RCEP(RelativisticCompactEffectivePotential)近似下,用QCISD方法计算了LaH分子基态X1∑+的平衡几何Re和离解能De为2.125A和2.623eV,并在计算出来的一系列单点势能基础上,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie(M-S)势能函数,得到相应态的解析势能函数,由此计算对应的光谱参数,其Be、ae、ωe和ωexe的理论值,分别为:3.7333、0.0723、1461.73和21.383cm-1.     

基态Hse分子及Hsex(x=+1,-1) 离子的量子力学计算

用原子-分子反应静力学原理推导出了HSe分子、HSe^x（x=＋1，-1）离子的基态电子状态及其离解极限．在cc—pVDZ水平基础上，用B3LYP方法计算了它们的平衡核间距Re和离解能De．并在计算出来的一系列单点势能基础上，用正规方程组拟合Murrell—Sorbie（M—S）势能函数，得到相应态的解析势能函数，由此计算对应的光谱参数（Be，αe，ωe，ωe，χe）和力学性质，计算结果表明HSe分子、HSe^x（x=＋1，-1）离子可稳定存在．     

He2+和He2++分子离子基态和激发态的特性研究

采用SAC/SAC-CI方法在CC-PV5Z基组下, 计算研究了He2+、He2++的基态及低激发态的分子特性, 给出了其基态和一些激发态的势能函数和光谱数据(Be、αe、ωe和ωeχe). 从群论出发推导了相应状态的离解极限；与已有实验结果的He2+(X2Σu+)相比, 计算结果令人满意. 还计算了激发态2Πu、4Σu+和4Πg的结构与光谱数据. 对于He2++, 计算的九个电子态中只有三个态(X1Σg+、1Σg+和1Σu+)属束缚态, 并得到了其光谱常数. 用价键理论模型的不相交规则对He2++基态的势能曲线极大点产生的原因做了较好的分析.     

部分卤素双原子分子激发态的势函数

用作者建立的研究双原子分子精确振动势能函数的能量自洽法(energy consistent method, ECM), 对四个双原子分子电子态——溴分子的两个激发态β1g(3P2)态和A’(2μ3Π)态, 碘分子的激发态1μ(1D)和氯分子的激发态A’(2μ3Π)态的势能函数进行了研究. 结果表明ECM势可很好地与Rydberg-Klein-Rees（RKR）数据相符合, 得到了比常用的Morse势和 Huxley-Murrell-Sorbie (HMS)势更加令人满意的结果. 表明ECM势的确能更好地描述双原子分子电子态振动离解全过程的物理行为, ECM是一种简便易行的研究振动势能函数的成功方法.     

CoH生成热力学函数的量子力学计算

用B3LYP/SDD密度泛函方法计算了CoH的微观性质、CoH(g)、CoD(g)和CoT(g)的能量(E)和熵(S),进而计算Co与H2、D2、T2反应的△H(-)、△G(-)、△S(-).CoH分子的基电子状态为三重态,Re、D(-)0、ωe分别为1.52nm、277.84 kJ/mol和1321 cm-1,与实验值基本一致.在固态分子的E和S的计算中,以气态分子计算得到的总能量中的振动能Ev代替固态能量,以总熵中的电子振动熵SEv代替固态熵.导出了Co与氢同位素气体反应的△H(-)、△G(-)、△S(-)及平衡氢压力与温度的关系.CoH的室温下平衡离解压力很低,表明CoH是一种稳定的氢化物,这与CoH分子的D(-)0很大的实验事实一致.     

InI分子电子态的CCSD-LRT方法研究

使用单双激发耦合簇线性响应理论(CCSD-LRT),和相对论有效核势(RECP)基组对InI分子Λ-S电子态进行了研究.计算得到了12个价态和4个Rydberg态的势能曲线(PEC),以及包括垂直激发能Te、平衡键长Re以及振动频率ωe和ωeχe在内的光谱常数,与实验数据相当符合.另外,计算得出在1Π态之上33 000 cm－1附近有一些密集的浅势阱电子态,将实验上观测到位于31 500 cm－1附近的连续谱带归属为包括1Π态在内的这些电子态到基态的跃迁.     

BH分子X~∑~+、A~1Ⅱ和B~1∑~+态的势能函数

利用SAC/SAC-CI方法,使用D95++、6-311++g及cc-PVTZ等基组,对BH分子的基态(X1撞+)、第一简并激发态(A1装)及第二激发态(B1撞+)的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过对三个基组计算结果的比较,得出了cc-PVTZ基组为三个基组中的最优基组的结论;使用cc-PVTZ基组,利用SAC的GSUM(groupsumofoperators)方法对基态(X1撞+),SAC-CI的GSUM方法对激发态(A1装和B1撞+)进行单点能扫描计算,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得到了相应电子态的完整势能函数;从得到的势能函数计算了与基态(X1撞+)、第一简并的激发态(A1装)和第二激发态(B1撞+)相对应的光谱常数(Be、琢e、棕e和棕e字e),结果与实验数据较为一致.其中基态、第一激发态与实验数据吻合得较好.     

[Ni(CHZ)3]SO4·3H2O的合成、晶体结构及热分解特性

用硫酸镍与碳酰肼(CHZ)反应, 制备得到一种新型含能配合物[Ni(CHZ)3]SO4·3H2O, 通过X射线单晶衍射, 元素分析和傅立叶变换红外(FTIR)光谱对其进行了表征. 晶体结构测试表明, 该化合物晶体属于三斜晶系, P1空间群, a=0.85237(1) nm, b=0.90964(1) nm, c=1.22559(2) nm, β=96.731(2)°, V=0.8849(2) nm3, Z=2, Dc=1.798 g·cm-3. 在该配合物分子中, 碳酰肼作为双齿配体, 以羰基O原子和端基N原子与Ni2+离子发生配位, 形成3个相互垂直的五元平面螯合环. 在氢键、静电引力和范德华力的作用下, 该配合物形成了复杂的三维网状结构. 对碳酰肼分子进行了DFT-B3LYP/6-311+G**量化计算研究, 得到其NBO电荷, 从理论上说明碳酰肼的配位点是羰基O原子和端基N原子. 采用DSC、TG-DTG和FTIR光谱技术对目标化合物的热分解机理进行了研究, 并用Kissinger法和Ozawa-Doyle法对其热分解过程中两个放热峰的非等温反应动力学参数进行了计算. 结果表明, 该配合物具有较高的能量和良好的热稳定性.     

NaC分子基态及其低电子激发态

运用包含Davidson修正的多参考组态相互作用(MRCI+Q)方法结合6-311++G(3df,3pd)基组计算了NaC分子基态(X4∑)以及三个低电子激发态(a2Π, b2∑, A4Π)的势能曲线(PECs), 确定出相应态的平衡键长Re和垂直激发能Te. 然后将PECs拟合到Murrel-Sorbie(MS)解析势能函数形式, 继而获得各态的光谱数据: 谐振频率ωe、离解能De、非谐性常数ωeΧe、转动常数Be、Drot和振转耦合常数αe. 计算结果表明: X4∑、a2Π、b2∑是三个束缚电子态. 基态X4∑的平衡键长为0.2259 nm, 谐振频率为431 cm-1, 离解能为1.92 eV, 目前计算值与实验结果和其它理论值一致. a2Π和b2∑激发态的核间距、谐振频率分别为0.2447、0.2369 nm 和329、335 cm-1, Te分别为1.58 和1.75eV, De则为0.71和0.42 eV. A4Π态为排斥态, 其相对基态的垂直激发能为2.48 eV. 通过求解核运动的薛定谔方程找到了转动量子数J=0时NaC分子三个低电子态(X4∑, a2Π, b2∑)的全部振动能级和转动惯量.     

一个基于双(2-苯并咪唑基)刚性配体Zn(Ⅱ)配合物：合成、晶体结构及光致发光性质

合成了一个配合物[Zn(OBimB)Cl2].DMF.H2O(OBimB为1,2-双(2-苯并咪唑基)苯),并用X射线单晶衍射仪测定了其晶体结构。晶体属单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数为:a=1.251 22(9)nm,b=1.039 80(7)nm,c=1.827 94(11)nm,β=95.508(2)°,V=2.367 2(3)nm3,Z=4,Dc=1.509 g.cm-3。最后精修结果为:R1=0.043 0,wR2=0.093 9。在配合物结构中每个Zn(Ⅱ)原子分别与2个来自V构型OBimB配体的N原子、2个氯离子进行配位,形成了1个扭曲的四面体结构。配体和配合物的光致发光测试显示光发射属于配体的分子内荧光。     

分子单重/叁重混合激发态碰撞传能中的量子干涉效应

量子干涉效应是基于量子力学波粒二象性原理,即微观粒子的运动皆具有波的特性而产生的一种干涉现象,故又称为物质波干涉.近年来,在分子的光激发、光解和光电离及碰撞过程中皆已观察到量子干涉效应,成为分子动态学领域研究热点之一.我们小组在国际上首次得到了单重/叁重混合激发态分子碰撞传能中的量子干涉的实验证据,从理论上导出了包括干涉相位角的传能截面公式,从实验上发展了激光双共振多光子电离光谱技术,用以测定了CO(A1П,v=0/e3∑-,v=1)与各种原子(He,Ne,Ar)及双原子分子H2,O2,N2,HCl碰撞传能的干涉角.其后又与李丽的小组合作,在热管炉中用激光双共振诱导荧光法观察到Na2(A1∑+uv=8/b3П0u,v=14)-Na碰撞中的量子干涉效应,证明了碰撞干涉效应的普遍性.近年来,在理论方面,我们发展了基于含时微扰的一级波恩近似量子散射方法,计算出了上述碰撞体系的干涉角θST,与实验值符合极好.本文指出虽然气池实验测得的干涉角θST是不同分子碰撞速度及碰撞参数的"平均"结果,但与理论计算的微分干涉角尚比较接近,可提供激发态分子碰撞相互作用势的重要而难得的信息.     

四核铜配合物 [CuBrP(p-OCH_3Ph) _3]_4 ·1.5CH_3OH的合成和晶体结构

CuXP(p OCH3Ph) 3]4·1 .5CH3OH (X =Br,I)的合成和Cu4Br4C85.5H90 O1 3.5P4的晶体结构。该晶体属于三方晶系 ,空间群为R3,晶胞参数为 :a =2 3.959(2 ) ,c =2 6.376(4) ,γ =1 2 0 .0 0°,V =1 31 1 2 (3) 3,μ(MoKα) =2 .92 1mm- 1 ,Z =6,Dc=1 .543g .cm- 3,F(0 0 0 ) =61 62 ,R =0 .0 4 1 9,wR =0 .0 792 .可观察衍射点 471 3个 (I 2σ(I) )。该分子中 4个Cu原子和 4个Br原子构成立方烷结构 ,每个Cu与 3个Br原子 ,1个P(p OCH3Ph) 3中的P原子形成畸变四面体配位。     

碳酸酐酶的化学模拟——含三(取代吡唑)硼氢根的金属配合物[η3-HB(3-Ar-5-Mepz)3]MX(M=Ni,Cu,Zn,Cd;Ar=2''''-thie,Ph;x=Cl,NO3)的合成和表征

合成了标题所示的一系列新的含三(取代吡唑)硼氢根的金属配合物,均通过元素分析、IR、1H NMR进行表征.配合物[η3-HB(3-(2'-thie)-5-Mepz)3]Zn(NO3)·1/2THF(2c)的晶体结构测定表明,硝酸根是以不对称双齿方式与Zn原子配位(Zn-O(2)键长为0.1966(4)nm,Zn-O(3)键长为0.2463(4)nm);而在镉的类似物{[η3-HB(3-Ph-5-Mepz)3]Cd(NO3)(THF)}(2e)中,NO-3则以双齿方式与Cd原子配位[Cd-O键长为0.2334(3)和0.2356(3)nm].NO-3随金属不同取不同方式配位的现象,为解释锌、镉碳酸酐酶的不同活性(与酶活性中心配位的HCO-3是NO-3的等电子体)提供了进一步的依据.配合物2c和2e均为三斜晶系,P-1空间群,Z=2.2c晶胞参数:a=1.16250(10),b=1.2422(2),c=1.32590(10)nm;α=71.410(10)°,β=73.090(10)°,γ=65.660(10)°;R=0.0755.2e品胞参数:a=1.13030(10),b=1.2099(2),c=1.2607(2)nm;α=102.050(10)°,β=91.780(10)°,γ=93.620(10)°;R=0.0302.     

配合物Bi[S2P（OC6H4But-p）2]3的合成和晶体结构

合成了配合物Bi[S2P(OC6H4But-p)2]3,通过元素分析、红外光谱、紫外-可见光谱、热重分析和X-射线衍射法进行了结构表征。该晶体属于单斜晶系,C2/c空间群;晶胞参数为:a=30.907(5),b=12.7421(9),c=20.287(2),α=90.00°,β=120.925(18)°,γ=90.00°,V=6853.7(19)3,Dc=1.338g/cm3,Z=4,F(000)=2804,μ(Mo Kα)=2.869mm-1,S=1.062,(Δ/σ)max=0.001,R1=0.0621,wR2=0.1906(I>2σ(I))。晶体结构研究表明,配合物中的(p-ButC6H4O)2PS2-为双齿配体,Bi(III)原子与3个配体(p-ButC6H4O)2PS2-的6个S原子配位形成了畸变八面体构型,分子通过C3—H3…O3氢键形成了一维链状结构。     

[Zn(C_6H_(14)N_5O)Cl_3]的合成、表征和晶体结构的测定

本文合成了吗啉双胍合锌配合物。经分析鉴定,锌离子、吗啉双胍、氯离子组成比为1:1:3,分子式确定为[Zn(C_6H_(14)N_5O)Cl_3]。对该配合物的红外光谱、核磁共振氢谱、~(13)C、~(15)N谱进行了研究。获得了该配合物的单晶体,结构研究表明,该晶体属于三斜晶系,空间群为P1,晶胞参数:a=7.696(3)、b=7.773(2)、c=12。074(5)A;α=74.95(3),β=81.29(3),γ=66.89(3)度。晶胞中含有二个[Zn(C_6H_(14)N_5O)Cl_3]分子,锌与吗啉双胍呈单齿配位,每个锌离子除与吗啉双胍中N(3)原子配位外,还有三个氯离子参与配位成四面体构型.     

二(o-溴苄基)锡双(二乙基二硫代氨基甲酸)酯和二(o-氯苄基)锡双(吡咯啶二硫代氨基甲酸)酯的合成、结构及体外抗癌活性研究

二(o-溴苄基)二溴化锡和二(o-氯苄基)二氯化锡分别与N,N-二乙基二硫代氨基甲酸钠和吡咯啶二硫代氨基甲酸钠反应,合成了二(o-溴苄基)锡双(二乙基二硫代氨基甲酸)酯(1)和二(o-氯苄基)锡双(吡咯啶二硫代氨基甲酸)酯(2)。用X-射线单晶衍射测定了两个化合物的晶体结构,测试结果表明:化合物1的晶体为单斜晶系,空间群P21/c,晶体学参数a=1.827 36(4)nm,b=0.900 60(2)nm,c=1.988 41(5)nm,β=114.878 0(10)°,V=2.968 71(12)nm3,Z=4,Dc=1.690 g·cm-3,μ(Mo Kα)=38.50 cm-1,F(000)=1 496,R1=0.051 6,wR2=0.154 6。化合物2的晶体为单斜晶系,空间群C2/c,晶体学参数a=2.241 28(4)nm,b=0.818 78(2)nm,c=1.542 69(3)nm,β=106.787 0(10)°,V=2.710 37(10)nm3,Z=4,Dc=1.623 g·cm-3,μ(Mo Kα)=14.65 cm-1,F(000)=1 336,R1=0.022 9,wR2=0.056 5。晶体中锡原子呈六配位畸变八面体构型。对其结构进行量子化学从头计算,探讨了配合物的稳定性、分子轨道能量以及部分前沿分子轨道的组成特征。测定了配合物的热稳定性和体外抗癌活性。     

苝醌分子内质子传递过程的理论研究

用AM 1方法计算了醌 (PQ)及醌类光敏剂竹红菌甲素 (HA)分子内质子传递过程的势垒 .得到如下结果 :( 1 )PQ在基态、单重激发态、三重激发态的质子传递势垒分别为 89 75 ,5 5 40和 83 97kJ/mol;( 2 )PQ负离子在基态和激发态的质子传递势垒分别为 80 .1 2和 79.91kJ/mol;( 3)PQ正、负离子自由基的质子传递势垒分别为 6 5 94和 5 9 2 9kJ/mol;( 4)PQ发生分子内双质子传递的势垒为 1 72 1 3kJ/mol;( 5 )HA的质子传递势垒为 89.2 4和 88.0 7kJ/mol.由此得出以下结论 :( 1 )PQ在基态和激发态都存在分子内质子传递过程 ,但激发态的传递速率大大高于基态 ;( 2 )PQ发生双质子传递的可能性几乎没有 ;( 3)PQ负离子及正、负离子自由基仍存在分子内质子传递 ;( 4)HA的七元侧环并未显著影响它的质子传递势垒 .