(AIN)+n和(AIN)-n(n = 1~15) 团簇的结构与稳定性

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-31G*水平上, 对(AIN)⁺_n和(AIN)^-_n(n = 1~15) 团簇的几何构型、红外光谱和热力学稳定性进行了研究, 并对它们的电离能及电子亲和能进行了讨论. 结果表明: (AIN)_n团簇的电荷状态对簇合物的结构有较大影响, 随着n的增大影响逐渐减小; 所有平衡结构中不存在Al-Al和N-N键, Al-N键是惟一键型;(AIN)⁺_n和(AIN)^-_n结构稳定性幻数与(AIN)_n相同, 即n = 2, 4, 6, …等偶数结构较为稳定; (AlN)₁₀团簇具有最大的电离能(IP = 9.14 eV)和最小的电子亲和能(EA = 0.19 eV), 较其他团簇更稳定.     

掺钕三硼酸铋晶体(Nd:BiB3O6)的光谱性质

采用顶部籽晶法, 生长了掺钕的新型非线性光学晶体Nd:BiB₃O₆ , 测量了该晶体的折射率, 并拟合了晶体的折射率色散参数. 同时还测量了晶体的室温吸收谱, 并与0.2 mol/L的 NdCl₃溶液的室温吸收谱进行了分析比较. 根据Judd-Ofelt理论, 拟合出晶体场唯象强度参数: Ω ₂ = 0.1776 ´ 10^-20 , Ω ₄ = 0.1282 ´ 10^-20, Ω ₆ = 0.1357 ´ 10^-20cm². 计算了各能级的辐射跃迁几率A_J,J', 荧光辐射寿命τ , 荧光分支比β_J', 振子强度f_J,J'等. 根据这些光学参量, 讨论了该晶体的部分性能和应用前景.     

以Dawson结构聚金属氧酸盐为构筑块的有机-无机聚合物[{Pr(DMF)6}{Pr(DMF)7}-(P2W18O62)]n的合成、表征及晶体结构

在5︰2的乙腈和水混合溶剂中合成了有机-无机配位聚合物[{Pr(DMF)₆}{Pr(DMF)₇}(P₂W₁₈O₆₂)]_n. X射线单晶衍射结果表明, 晶体属单斜晶系, P2₁/C空间群, 晶胞参数: a = 1.8574(4), b = 2.3907(5), c = 2.4222(5) nm, β = 99.48(3)°, Z = 4, V = 10.609(4) nm³, D_c = 3.501 mg/m³, F(000) = 9972, R₁ = 0.0654, wR₁ = 0.1098. 结构测定结果表明, 聚合物中Pr³⁺(1)配离子以八配位的双加冠三棱柱结构通过端氧与杂多阴离子相连, 而Pr³⁺(2)配离子以八配位的四方反棱柱结构通过端氧与杂多阴离子相连. 聚合物中毗邻的结构单元[{Pr(DMF)₆}{Pr(DMF)₇}(P₂W₁₈O₆₂)]_n通过W-O-Pr(1)-O-W桥键形成新奇的一维锯齿形无限链状结构. 热性质研究表明, 标题化合物阴离子骨架分解温度为613.8℃.     

有机/无机杂化纳米结构单元的空间构型研究

利用乙烯基三甲氧基硅烷(VMS)水解缩合, 制备了有机/无机杂化纳米结构单元乙烯基倍半硅氧烷(VSSO). 采用FTIR, NMR(¹H, ¹³C和²⁹Si)和MALDI-TOF MS测试, 结合SSO的结构通式T_n(OH)_x(OR′)_y [x, y = 0, 1, 2 …; n = 1, 2 …; T = RSiO_{1.5−(x + y)/2n}]推测出具有固定分子量的水解缩合产物VSSO所对应的多个结构简式. 运用量子力学计算的方法, 以单一VSSO整体分子为模型, 得出了各种结构的几何参数(Si-O和Si-C键长, Si-O-Si和O-Si-O的键角)和分子体系的总能量. 根据计算结果可知, VSSO的梯型结构较笼型结构具有较高的稳定性, 并得出VSSO可能的最合理、最稳定的结构类型是梯型的结论.     

(AlN) n团簇的结构与稳定性

用飞行时间质谱法观察到AlN⁺,Al₂N₂⁺等团簇的存在.结合密度泛函理论的B3LYP/6-31G^* 方法,对(AlN)_n(n = 1~15)团簇的几何构型、电子结构和振动频率等性质进行了优化计算,讨论了化学键的特征和热力学稳定性,解释了实验质谱.结果表明:在(AlN)_n团簇的基态结构中,不存在Al?/FONT>Al和N?/FONT>N键, Al?/FONT>N键是惟一键型; (AlN) _n结构稳定性的幻数为: 原子数为4, 8, 12, 16, 20, …等4的倍数.     

多C== N—基不对称Schiff碱及其稀土配合物的合成和催化

研究与探讨了多C==N—基空间不对称Schiff碱的合成, 合成了含有2个以上不同位置C==N— 基团的Schiff碱, 即四甘醇醛和2,4-二羟基苯甲醛缩双赖氨酸(TBLY)与稀土的配合物, 经元素分析、磁化率、光谱及¹H NMR, ¹H,¹H COSY, ¹³C NMR谱等表征, 确定其组成为Ln₃(TBLY)(NO₃)₃·nH₂O (Ln = La, n= 3; Ln = Nd, n= 5; Ln = Gd, Dy, Yb, Y, n= 7). 以半经验量子化学AM1法计算并探讨了在红外光谱和核磁共振谱中所观察到的烯胺键的存在. 该类新Schiff碱配合物不需助催化剂即可单独催化聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA), 转化率可达80%, 黏均分子量约为22万.     

取代四甲基环戊二烯基钌羰基化合物的合成及结构

将配体[C₅Me₄HR](R=cyclopentyl,cyclohexyl,ⁿPr)分别与Ru₃(CO)₁₂在二甲苯中加热回流,合成了3个新的双核配合物[(η⁵-C₅Me₄R)Ru(CO)(μ-CO)]₂(R=cyclopentyl(1),cyclohexyl(2),ⁿPr(3))。利用红外光谱、元素分析、核磁共振氢谱对它们的结构进行了表征,用X-射线单晶衍射法测定了1和2的结构。     

三维无限伸展结构稀土配合物K3{[Sm(H2O)7]2Na-[a-SiW11O39Sm(H2O)4]2}·14H2O的合成、结构及性质研究

以Sm₂O₃, HClO₄, NaOH和α-K₈SiW₁₁O₃₉·nH₂O等为原料合成了组成为K₃{[Sm(H₂O)₇]₂Na[α-SiW₁₁O₃₉Sm(H₂O)₄]₂}·14H₂O的三维无限伸展结构稀土配合物, 并经IR, UV光谱, ICP原子发射光谱, TG-DTA, 循环伏安, 变温磁化率和X射线单晶衍射等分析手段进行了表征. X射线单晶衍射测定表明, 该化合物属于三斜晶系, Pī空间群, 晶胞参数: a = 1.2462(3), b = 1.2652(3), c = 1.8420(4) nm, α = 87.45(3), β = 79.91(3), γ = 82.57(3)°, Z = 1, R₁ = 0.0778, wR₂ = 0.1610. 结构分析结果显示, Sm³⁺(1)配离子镶嵌在[α-SiW₁₁O₃₉]^8−的空缺位置形成[α-SiW₁₁O₃₉Sm(H₂O)₄]^5−亚单元, 两个[α-SiW₁₁O₃₉Sm(H₂O)₄]^5−亚单元通过两个Sm(1)-O-W桥互相连接形成标题化合物的二聚体结构单元[α-SiW₁₁O₃₉Sm(H₂O)₄]₂^10−, 相邻的二聚体结构单元又通过两个Sm³⁺(2)配离子和一个Na⁺(1)离子桥连成一维链状结构, 链与链之间通过K⁺(1)离子连接成二维网状结构, 网状结构又通过K⁺(2)离子构筑成新奇的三维无限伸展结构. TG-DTA结果表明, 标题化合物阴离子骨架分解温度为554℃. 循环伏安行为测试表明, 标题化合物阴离子在pH = 3.1的水溶液中存在两步氧化还原过程. 变温磁化率结果表明, 在较高温度(110 ~300 K)时, 标题化合物磁性遵循居里-外斯定律, 在较低温度(2~ 110 K)时, 存在较强的反铁磁交换作用.     

新的cis-Pt(diphos)(Ⅹ)2配合物的合成和谱学表征

本文合成了三个新的双膦螯合配体和一系列新的cis-Pt(diphos)X₂(diphos=R₂PCH₂CH₂PR₂,R=Et,n-Pr,n-Bu,i-Bu;X=Cl^-,Br^-,I^-,CN^-,SCN^-,NO₂^-)配合物,经过IR、³¹PNMR和元素分析表征了它们的结构,并观察到³¹P化学位移δ_p、铂-磷偶合常数J_p1-p与配体X的反位效应和双膦配体的σ-供电性质有关。此外,根据谱学研究,发现SCN^-和NO₂^-配体存在键合异构现象,并对谱带进行了归属。     

N-(3-甲吡啶-2)-亚胺甲基-1-(3-甲吡啶-2)腙的Ce(NO3)3配合物的合成与晶体结构

3,6-二(3-甲吡啶-2)-s-四嗪(DMPTZ,Ⅱ)和Ce(NO₃)_3.6H₂O反应生成了一个新的配体L: N-(3-甲吡啶-2)-亚胺甲基-1-(3-甲吡啶-2)腙和一个新的单核配合物[Ce(L)(NO₃)₂(H₂O)₃].NO₃ (Ⅲ). 用IR和X单晶衍射对化合物Ⅲ的单晶进行了分析. 该晶体属三斜晶系, 空间群为P-1, a = 7.133(4), b = 11.139(2), c = 14.572(3)Å, α= 102.13(2), β=99.81(3), γ=91.10(3), Z = 2, V = 1113.6(7) nm³, μ=2.123 mm^-1, F(000)=630. 结果表明, 中心原子Ce³⁺具有十配位, 其中配体L是三齿配, 提供了三个配位N原子, 且Ce与三个配位N原子在同一平面; 在平面骨架的上方有三分子的H₂O参与配位, 提供了三个配位O原子; 在下方有两个NO₃^-参与配位, NO₃^-是双齿配位, 提供了四个配位O原子, 且这四个O原子不在同一个平面上. 对DMPTZ在Ce(Ⅲ)的条件下的分解机理进行了简要的讨论.     

有机多羧酸为桥连配体的过渡金属配位聚合物化学

以FeCl₃∙6H₂O, Na₄bta (H₄bta = 1,2,4,5-benzentetracarboxilic acid), 1,10-phen (1,10-phenanthroline)和H₂O为原料, 用水热技术合成出了以均苯四甲酸根为桥连配体的新的二维配位聚合物[Fe(μ₄-bta)_0.5(phen)(OH)]_n (1). 化合物1的晶体属于单斜晶系, P2₁/n空间群, a = 1.0129(2), b = 0.9265(2), c = 1.5696(3) nm, β = 91.37(3)°, V = 1.4721(5) nm³, Z = 3. 一致性因子R₁ = 0.0292, wR₂ = 0.0798. 结构测定结果表明, 化合物中, 每个bta配体连接四个Fe^III单元, 构成新的μ₄-配位模式, bta的四个脱质子的羧基, 交替地以单齿和双齿配位方式与Fe^III离子连接, 构成二维无限层状结构.磁性测试结果表明, 该化合物中存在着反铁磁相互作作用. 热失重谱显示出, 它具有较好的热稳定性. 此外, 还测定了化合物的IR及UV-Vis谱.     

四核钙配位化合物[{Ca(C15H8O7S)(H2O)(DMSO)}3{Ca(C15H8O7S)(DMSO)2}]·4DMSO的合成和晶体结构及光致发光性能

采用浓硫酸对白杨素进行磺化, 磺化产物与Ca(Ⅱ)络合, 合成了结构新颖的四核钙配位标题化合物[{Ca(C₁₅H₈O₇S)(H₂O)(DMSO)}₃{Ca(C₁₅H₈O₇S) (DMSO)₂}]·4DMSO.采用IR, ¹H NMR和X射线单晶衍射法对其进行了表征和晶体结构测定. 标题化合物属于三斜晶系, 空间群P ī, 晶胞参数a = 1.4725(6), b = 1.6480(7), c = 2.1006(8) nm, α = 83.928(7)°, β = 85.938(7)°, γ = 85.212(7)°, V =5.041(3) nm³, Dc = 1.476 g/cm³, Z = 2, m = 0.568 nm^−1, F(000) = 2324, R = 0.0778, wR = 0.1821. 标题化合物为四核钙配位化合物, 4个Ca(Ⅱ)被4个配体5-羟基氧负离子-7-羟基黄酮-6-磺酸根的羰基和羟基氧负离子桥联, 形成近似正方形. Ca(Ⅱ)的配位数都是7, 配位原子分别来自5-羟基氧负离子-7-羟基黄酮-6-磺酸根的羟基、羰基、磺酸根的氧原子, 以及水和DMSO的氧原子. 4个配体位于4个配位Ca(Ⅱ)组成的正方形平面两侧, 同侧配体两两平行且它们之间存在p-p堆积作用, 异侧配体之间近似垂直.同时, 发现了标题化合物固体具有光致发光现象, 在λ_ex＝410 nm条件下可发出λ_em＝520 nm的绿色荧光, 并对其发光机制进行了探讨.     

羰基硼化合物B2n(CO)n (n＝1～6)的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G*方法, 对羰基硼化合物B_2n(CO)_n (n＝1～6)各种可能的结构进行了优化,对它们的几何构型、电子态、振动频率、核独立化学位移(NICS)和B₂CO的分子轨道进行了理论研究, 得到了B_2n(CO)_n (n＝1～6)结构的稳定性信息. 在它们的基态结构中, 羰基的配位方式是端配位(μ₁-CO), B_2n(CO)_n (n＝1～5)的基态构型是线形或平面结构, B₁₂(CO)₆的基态构型则较为复杂. B_2n(CO)_n (n＝1～3)的基态是三重态, B_2n(CO)_n (n＝4～6)的基态是单重态. 振动频率和轨道的研究为实验提供了重要的理论依据.     

NTO镉(Ⅱ)配合物的合成、结构及量子化学研究

通过3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)与碳酸镉反应, 合成了标题配合物[Cd(NTO)₄Cd(H₂O)6]·4H₂O. 其结构用单晶分析法测定. 所得晶体学参数为a = 2.1229(3), b = 0.6261(8), c = 2.1165(3) nm, β = 90.602(3)°, V = 2.977(6) nm³, Z = 4, D_c = 2.055 g·cm^-3, μ = 15.45 cm^-1, F(000) = 1824; 晶体属单斜晶系, 空间群为C2/c, 由2523个F₀ > 4σ(F₀)的可观察衍射点用于结构解析和修正, 数据经吸收修正, 并经Lp因子校正. 最终偏离因子R = 0.0282, wR = 0.0792. 晶体测定结果表明, 在一个晶胞中存在两种类型的配位金属镉原子, 它们分别与4个NTO负离子和6个水分子配位, 形成以Cd原子为中心的四面体和四方双锥结构的双核配合物. 根据实验构型运用SCF-PM3-MO方法计算了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)的镉配合物的电子结构, 计算结果表明, 当[Cd(NTO)₄Cd(H₂O)₆]·4H₂O加热至分解时, 最先失去吸附水, 其次是配位水, 当加热至NTO^-分解时, 硝基首先失去. 从定域分子轨道能级和组成可知, 2个Cd²⁺都主要以5S AO轨道进行配位成键.     

羟基-氧钼(Ⅴ)[5,10,15,20-四(4-磺酸基苯基)]卟啉配合物在溶液中的二聚平衡

在25±0.02℃、0.025mol·dm^-3KCl介质及磷酸盐缓冲条件下,用光度滴定法研究了羟基-氧钼(V)[5,10,15,20-四(4-磺酸基苯基)]卟啉配合物在水溶液中的二聚平衡,用线性最小平方法确定了平衡模型,求得二聚反应平衡常数pK_el=4.34±0.28,单体的摩尔吸收ε_m(447um)=1.27×10⁴ε_m(475um)=2.01×10⁴;二聚体的摩尔吸收ε_d(447nm)=3.17×10⁴,ε_d(475nm)=1.40×10⁴。     

[HgX2]n纳米微粒的吸收光谱、Rayleigh散射和共振Rayleigh散射光谱

研究了Hg²⁺与Cl^-, Br^-和I^-在不同条件下反应产物的组成和存在型体以及它们的吸收光谱、Rayleigh散射和共振Rayleigh散射光谱特征. 结果表明, 在适当条件下反应产物将以聚集体[HgX₂]_n的纳米微粒存在, 其平均粒径随X-离子半径的增大而增大. [HgCl₂]_n粒径小于4 nm, [HgBr₂]_n和[HgI₂]_n分别等于9和70 nm. 它们的吸收光谱也随X-离子半径的增大而逐渐红移. 前两者的吸收带位于紫外区, 而[HgI₂]_n在可见区有明显的吸收. 三者中只有[HgI₂]_n能产生强烈的共振Rayleigh散射(其特征散射峰为580 nm). 因此, 较大的粒径、界面的形成以及散射位于吸收带中是导致共振散射增强的根本原因. 而[HgI₂]_n纳米微粒的量子呈色效应和分子吸收光谱以及仪器因素(主要是光源的发射光谱特征和检测器的信号响应曲线), 是影响其共振散射光谱特征的重要因素.     

355 nm激光烧蚀LiMn2O4反应产物的飞行时间质谱

采用角分辨飞行时间质谱法研究了355 nm脉冲激光烧蚀LiMn2O4的反应. 在较低激光能量密度(0.8 J·cm^-2)测得的离子和中性烧蚀产物主要有Li, O, LiO, LiO₂ , Mn, Li₂, Li₄, Li₆, LiMn, MnO, MnO₂等. 激光能量密度较大时, 烧蚀产物中的氧化物不仅相对量增加, 而且物种更加丰富. 它们的飞行时间谱可用带质心速度的Maxwell-Boltzmann分布函数拟合. 烧蚀产物Li, LiO, LiO₂ 和 Mn存在能量密度表观阈值, 并且离子产物的阈值比相应的中性产物高. 烧蚀产物中原生离子和中性产物的空间角分布可用cosⁿ θ 或θ cosθ+(1-δ)cosⁿθ拟合. 此外, 对355 nm脉冲激光对LiMn₂O₄的烧蚀机理进行了讨论.     

单体卟啉和二聚体卟啉的合成及其三阶光学非线性的研究

合成了几种卟啉单体和卟啉二聚体, 并测定了它们的三阶光学非线性的吸收系数(β)、折射率(n₂)以及极化率(χ⁽³⁾), 对比研究了卟啉周边取代基及桥连基团的不同对三阶光学非线性的影响. 实验结果表明非线性极化率随卟啉大环电子云密度的增加而增大.     

乙烯/臭氧/水气相反应体系羟甲基过氧化氢产生机理及其动力学

在室温(298±2 K)、大气压(1´10⁵ Pa)条件下研究了乙烯/臭氧/水反应体系中羟甲基过氧化氢(HOCH₂OOH, HMHP)产生机理及其动力学. 反应物采用长光路Fourier红外光谱(LP-FTIR)原位测定. HMHP经低温采集后利用高压液相色谱(HPLC)柱后荧光技术测定. 模式拟合得到的CH₂O₂+H₂O→HMHP(R3)速率常数(k₃)介于(1.6~6.0)×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1. 另外, 采用密度泛函理论在QCISD(T)/6-311+(2d,2p)//B3LYP/6-311+G(2d,2p)水平得到反应(R3)势能面及内禀反应坐标的基础上, 应用Polyrate 程序计算得到了298 K下该反应的经典过渡态理论(TST)速率常数k^TST和正则变分过渡态理论(CVT)速率常数k^CVT, 并应用小曲率隧道效应模型(SCT)对k^CVT进行了校正, 得到了经小曲率隧道效应校正后的速率常数k^CVT/SCT, 分别为2.47×10^−17, 2.47×10^−17和5.22×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1, 与模式拟合得到的结果基本一致.     

吡啶和甲醇配位的八-α-丁氧基酞菁钴的合成与晶体结构

用X射线衍射测定了吡啶和甲醇轴向配位的1, 4, 8, 11, 15, 18, 22, 25-八丁氧基酞菁钴(即八-α-丁氧基酞菁钴){[(n-BuO)₈Pc]Co(Py)(MeOH)}(1)的晶体结构. 该晶体属单斜晶系, 空间群为P2₁/n, a = 1.06482(4), b = 3.5487(2), c = 1.79428(9) nm, β = 103.246(2)°, Z = 4, V = 6.5792(5) nm³, μ = 0.325 mm^-1. 结果表明, 配合物的酞菁环骨架基本保持与无取代酞菁相似的平面构型, 与带有同样取代基但无轴向配位的1, 4, 8, 11, 15, 18, 22, 25-八丁氧基酞菁铜{[(n-BuO)₈Pc]Cu}(2)的酞菁环骨架的马鞍状构型比较显著不同. 在(1)的结构中, 取代基丁氧基略为偏离环平面, 环上下分别由吡啶和甲醇与Co原子从轴向配位. 此外, 分子在a轴方向上形成一维分子链, 链中相邻酞菁分子环骨架间以一个苯环相互重叠, 重叠平面间距0.3565 nm.