C~60的单原子碱金属化合物几何结构规律的量子化学研究

采用原子叠加和电子离域分子轨道处理(ASEO-MO)对碱金属原子在C~60分子内外所形成的MC~60进行了较详细的考察, 讨论了它们的几何结构规律和电子结构等性质。在MC~60(M=Li, Na, K, Rb, Cs)中Li原子的平衡位置将偏离C~60分子的中心, 而Na和K的平衡位置是在C~60分子的中心, 但Rb和Cs原子则在C~60分子外部将比在其内部稳定。由金属原子半径和C~60球半径的讨论, 从而预见哪些原子可以在C~60分子内部附加形成稳定的化合物。     

晶态Ca3C60与Ca5C60的能带结构研究

用三维EHMO晶体轨道程序分别对Ca3C60，Ca5C60进行了能带结构的计算．计算结果表明，Ca3C60没有导电性，能隙约为0．9eV；而在Ca5C60的能带结构中，费米面刚好穿过半满带，表明Ca5C60是导体；同时在费米面附近有较大的态密度值，表明Ca5C60与K3C60等类似，具有较高的超导转变温度．电荷分析表明，在这两种情况下，钙原子的4s电子基本上全转移到C60上，C60分子可形成一个稳定的带6到10个电子的负离子．     

层状晶体β-MNCl(M=Zr,Hf)的电子掺杂新方法及其性质研究

通过控制叠氮化物RN_3(R=Li, Na, K, Rb)与层状晶体β-MNCl (M = Zr, Hf) 反应的摩尔比，成功地对层状晶体β-MNCl(M=Zr, Hf)进行了电子掺杂，得到了转 变温度分别是13.5K和23.5K的超导体。实验结果还进一步表明，当摩尔比x=n (NaN_3)/n(β-ZrNCl)=0.3时，反应所得反插层化合物ZrNCl_(1-x)经450 ℃退火处 理后，其超导性质最好。作者同时利用XRD，TEM和SQUID测试结果，分析了化学反 应机理和电子掺杂原理，并研究了所得超导体在空气中的稳定性。     

Bucky管的自洽场晶体轨道研究

本文用CNDO SCF-CO计算了几种模型Bucky管的能带结构和晶胞能量, 并讨论了在一个晶胞内等键长结构向不等键长结构畸变时, 对能带结构和晶胞能量的影响。     

基于曲率和电子结构的掺杂C50和C70富勒烯的稳定性研究

使用密度泛函理论(DFT)-B3LYP/6-31G^*方法研究了B、N、Si、P和Co在C₅₀和C₇₀中的掺杂能和电子结构, 并基于曲率理论和电子结构探讨了掺杂富勒烯的结构稳定性. 计算结果表明, 掺杂能随着原子曲率的增大而减小, 随着掺杂物种原子半径的增大而增大, B、N、P和Co的掺杂有利于C₅₀结构的稳定, 而B和N的掺杂不利于C₇₀结构的稳定; 除了用于反映原子活性的曲率主要决定掺杂反应性, 各不等价碳原子在C₅₀和C₇₀的最高占据分子轨道(HOMO)中所占成分对掺杂能的影响也很大, 且其成分越大越有利于掺杂. 此外, 掺杂原子得失电子情况与其电负性有关. 本工作将为富勒烯结构稳定性的研究提供理论依据.     

LiNiO2及掺杂化合物的结构与稳定性的第一性原理研究

应用第一原理局域密度泛函对LiNiO2及其掺杂化合物的晶体结构、能带结构和态密度进行了研究.结果表明:锂镍氧系正极材料是电子的良导体,在充放电过程中具有良好的稳定性,适合做锂离子电池的正极材料;在LiNiO2晶体中主要是O和Ni之间成键,镍离子和氧离子的相互作用比较强,Li在嵌入层状结构材料后部分失去电子,以离子状态存在.     

磺掺杂和非掺杂高取向反式聚乙炔导电性能的各向异性

本文应用量子化学EHMO/CO方法计算了高取向反式聚乙炔及其碘掺杂物的二维能带结构,并以此为依据讨论了它们导电性能的各向异性.平行于分子链方向的电导率与垂直于该方向的电导率之比(σ~1/σ~⊥)取决于这两个方向上价带宽和导带宽的大小.碘掺杂后σ~1/σ~⊥下降,其原因是链间耦合增强的结果.这也使掺杂后的反式聚乙炔成为链间相互作用微弱的三维体系.计算结果与实验结果较好地吻合.     

磺掺杂和非掺杂高取向反式聚乙炔导电性能的各向异性

本文应用量子化学EHMO/CO方法计算了高取向反式聚乙炔及其碘掺杂物的二维能带结构,并以此为依据讨论了它们导电性能的各向异性.平行于分子链方向的电导率与垂直于该方向的电导率之比(σ~1/σ~⊥)取决于这两个方向上价带宽和导带宽的大小.碘掺杂后σ~1/σ~⊥下降,其原因是链间耦合增强的结果.这也使掺杂后的反式聚乙炔成为链间相互作用微弱的三维体系.计算结果与实验结果较好地吻合.     

聚磷链和聚氮链的自洽场晶体轨道研究

利用自治场全略微分重叠晶体轨道方法(SCFCNDO/2-CO)对聚磷链和聚氮链的各种可能构型的稳定性、能带结构和电子特性进行了研究.结果表明,本征聚磷链为半导体,而本征聚氮链为绝缘体.     

硼/氮掺杂富勒烯C20的结构和稳定性

应用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G*方法, 对C_20-2nX_2n(X=B, N; n=1、2、3、4)各异构体进行几何构型全优化和振动频率计算, 确定了基态结构, 对它们的取代方式、电子结构、张力和芳香性进行了研究. 氮掺杂不能显著降低分子的张力, C₁₂N₈的张力甚至比C₂₀的还要大, 极不稳定. C₁₈B₂的两个最稳定异构体1,14-C₁₈B₂和1,3-C₁₈B₂都有比较大的能隙和结合能, 具有很强的芳香性, 其张力与C₂₀的相比均显著降低. 1,14-C₁₈B₂ 和1,3-C₁₈B₂具有较高的稳定性, 可以用红外光谱区分这两个构型异构体.     

生长硼酸铝钕晶体的高温溶液体系的挥发动力学

用热天平法在不同的恒温温度,时间和降温速度条件下测定了助熔剂体系K~2SO~4-MoC~3和晶体生长体系Nd~2O~3-Al~2O~3-H~3BO~3-K~2SO~4-MoO~3的溶剂挥发情况,提出了挥发一级动力学模型,并用方程的近似解对挥发过程进行了解析,取得了与实验一致的结果.在恒温条件下,相对挥发量与挥发时间成正比,挥发速率常数与温度关系遵从Arrhenius方法,求得的溶剂体系的挥发活化能为18.7kJ.mol^-1.在匀速降温条件下,整个挥发过程的规律取决于挥发温度函数f(x)0f(x)可以从恒温热重分析或变温热重分析实验中求得.     

β-HMX晶体结构及其性质的高水平计算研究

对β-HMX晶体进行DFT-B3LYP/6-31G计算研究，求得其能带结构和电子结构，探讨了结构-性能关系。从带隙约为5.7eV推知HMX晶体为绝缘体，计算所得晶格间相互作用能为149.29kJ.mol^-^1；计算的升华热(154.08kJ.mol^-^1)与实验值相符。晶体中相邻分子的硝基氧之间点电荷静电势要高，表明该处晶格易于断裂、并可能成为冲击引爆中心。从原子间距和原子间重叠布居分析，发现β-HMX分子之间存在微弱的氢键；环外以硝胺键较强，环内以N-C键较弱，预示该二部位易于引发分解和起爆。     

聚对苯硫醚掺杂前后的能带结构与导电性的从头计算研究

本文采用LCAO-CO/SCF ab initio方法计算了聚对苯硫醚掺杂前后的能带结构、电荷分布等。由此探讨了聚对苯硫醚可能的导电机理, 定量地研究了其结构与导电性的关系。     

某些镧系化合物化学键特性的INDO研究

本文用INDO方法研究了不同价态镧系化合物的成键性质和4f轨道在成键中的作用,结果表明, 镧系化合物的成键受许多因素, 如价态、半径、配位数、空间构型等影响。不同配体与镧系元素成键的强度差别较大; 高价态的共价性大于低价态的; 配位数低的大于配位数高的。某些特殊构型的镧系化合物除σ键外, 还形成重叠较好的π配键,使Ln-L键共价性大大增强。4f轨道在成键中的作用比5d的少得多, 三价(二价态)的4f轨道基本定域(<0.1%), 四价态的4f轨道对成键的贡献明显增大, 可接近1%。     

苯并-15-冠-5四溴合铟酸钾配合物的晶体结构

苯并-15-冠-5-四溴合铟(III)酸钾,KInBr~4(C~14H~20O~5)~2,晶体属单斜晶系,空间群为C~2h^5-P2~1/n,晶胞参数a=14.402(3),b=15.082(3),c=17.262(5)A,β=93.42(2),Z=4.非氢原子的位置由Patterson函数及Fourier合成法找出,经全矩阵最小二乘法修正R=0.057.结构分析表明K^+和两个苯并-15-冠-5(B-15-C-5)分子直接配位,对阴离子为InBr~4^-,具有四面体构型.InBr~4^-与配阳离子K(B-15-C-5)~2^+依靠静电引力结合为离子对.由此说明,In(III)在过量KBr存在下可以被B-15-C-5定量地萃取至有机相中.     

KTa_(0.5)Nb_(0.5)O_3电子结构的第一性原理研究

用全电势线性缀加平面波法（FLAPW）计算了KTa_(0.5)Nb_(0.5)O_3铁电相和 顺电相的态密度、能带结构。通过对两相态密度的对比分析我们发现在铁电相，钽 原子的d电子和氧原子的2p电子以及铌原子d电子与氧原子的2p电子之间存在强烈的 轨道杂化，对能带的分析也得出同样的结论。这种轨道杂化对KTa_(0.5)Nb_(0.5) O_3铁电性的稳定有着重要的意义。钽原子在四方铁电体KTa_(1-x)Nb_xO_3中的作 用与在纯钽酸钾中的作用有明显的差别。     

邻硝基乙酰苯胺衍生物的XPS振起伴峰及其价带谱的研究

研究了一组邻硝基乙酰苯胺衍生物的X射线光电子能谱(XPS).观察到硝基的N1s光电子谱有明显分裂,可认为是N1s振起伴峰的反映,而且苯环上的取代基对该振起伴峰强度有影响,按照Pignataro等关于振起伴峰与主峰的能量分离以及分子内电荷转移有关的观点,计算了振起伴峰与主峰的面积比.结果表明,峰间距与面积比的趋势一致.因此二者都可作为分子内电荷转移的粗略估计.     

芳基汞化合物的性质研究;X.氯化邻乙氧羰基苯汞的晶体结构

用Syntex P3四圆衍射仪收集氯化邻乙氧羰基苯汞晶体的三维衍射数据,晶体属单斜晶系;空间群为C2h[5]-P21/c;a=10.611(2)A,b=4.987(1)A,c=19.416(5)A,β=95.74(2);z=4,利用Patterson法和直接法测定了晶体结构,用块矩阵最小二乘法修正后,最终R值为0.044.晶体结构分析表明,在氯化邻乙氧羰基苯汞分子中存在有分子内配位,Hg...O(1)的间距为2.734A。