金属四重键化合物M2X4（PMe3）4（M=Cr，Mo，W;X=F，CI，Br，I）结构和电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法，在TZ2P-STO基组水平下，对金属四重键化合物M2Cl4（PMe3）4（M=Cr，Mo，W）和Mo2X4（PMe3）4（X=F，Cl，Br，I）的几何结构进行优化，分析了电子结构，并运用TDDFT方法对其低占据激发态进行了计算．考虑相对论效应的ZORA方法能够较好地重现M2X4（PMe3）4的几何结构．M2X4（PMe3）4的电子结构分析表明其d电子的组态为σ^2π^4δ^2，前线轨道能级顺序为πlig〈πd／σd〈δd〈δd^＊．金属原子和卤素配体的改变虽然使轨道能量发生变化，但没有影响轨道的排布顺序．TDDFT方法对M2Xa（PMe3）4δd→δd^＊和π→δd^＊跃迁能量的计算较为准确，对πlig→δd^＊（LMCT）跃迁能量的计算误差较大．金属原子、卤素配体以及相对论效应对激发能的影响可以根据分子轨道能级的变化给予解释．     

簇合物Mo_2X_8~(4-)(X=Cl,Br)低能态电子光谱

应用间略微分重叠自洽场和组态作用(INDO/S-CI)方法,计算双核簇合物Mo_2X_8~(4-)(X=Cl,Br)基态~1A_(1g)至不同低能态的d电子自旋允许的跃迁能,得出Mo—Mo四重键均裂时所需的能量大小依次为键σ>π>>δ。对于Mo_2Cl_8~(4-)簇合物态~1A_(1g)→1~1A_(2u)(δ→δ~*)和~1A_(1g)→2~1E_g(π→δ~*)的电子跃迁能,理论值(15584和22587cm~(-1))与低温时测得光谱实验值(18083和22000cm~(-1))较为接近。此外,本文还提出了簇合物Mo_2X_8~(4-)的态相同而X不同时,电子跃迁能变化,主要决定于参与电子转移过程的分子轨道组成成份的看法。     

Mo2［(p-tol)NCHN(p-tol)］4及其阳离子电子结构和电子吸收光谱的从头算研究

用密度泛函理论中的B3LYP方法, 采用LanL2DZ基组, 对Mo2(form)4和［Mo2(form)4］+{其中(form)-=［(p-tol)NCHN(p-tol)］-)}, 进行了分子轨道计算, 明确了Mo—Mo键具有σ2π4δ2四重键的性质. 计算得到Mo—Mo间的分子轨道顺序为π<σ<δ<σ*<δ*<π*. 用单激发组态相互作用（CIS）方法计算了Mo2(form)4和［Mo2(form)4］+的电子吸收光谱, Mo2(form)4的最低能吸收光谱λ=390 nm, 是1A1g→1Eg跃迁产生的, 属于金属内部的电荷迁移. ［Mo2(form)4］+的最低能吸收光谱λ=1 096 nm, 也是1Ag→1Eg跃迁产生的, 属于金属内部的电荷迁移.     

MX2(AsH3)2(M=Pd,Pt;X=Cl,Br,I)的含时密度泛函理论研究

采用密度泛函方法(B3LYP)优化了MX2(AsH3)2[M=Pd；X=Cl(1)，Br(2)，I(3)和M=Pt；X=Cl(4)，Br(5)，I(6)]的基态结构，得到的几何参数与实验结果符合．以基态几何为基础，将TD-DFT方法用于计算标题配合物的电子吸收光谱．研究结果表明，金属的dx2-y2与配体所组成的反键轨道为LUMO轨道，从而该类配合物具有d-d跃迁属性的吸收带；在多数跃迁过程中，配体也有较大的贡献．     

电场对杂金属串配合物[CuCuM（npa）4Cl]+（M=Pt,Pd,Ni）结构影响的理论研究

在Cl→M(r)和M(r)→Cl两个方向电场作用下,采用密度泛函UBP86方法研究了线性杂金属串配合物[CuCuM(npa)4Cl]+(1:M=Pt,2:M=Pd,3:M=Ni)的几何和电子结构的变化规律.总体上,电场作用下高电势端原子的自旋密度减小而低电势端原子的自旋密度增大,原子的负电荷向高电势方向移动,分子能量下降,偶极矩呈线性变化;前线轨道分布呈规律性变化,随电场增大前线占据轨道能升高的显著性次序为πnb>σ*>δ*M(r)—N(r),这使前线占据轨道能级易交错.在Cl→M(r)电场作用下,自旋密度由Cu向杂金属M离域,Cu的正电荷向M转移;分子能量下降更显著;Cu—Cu和Cu—M键缩短,前线轨道能隙减小,利于金属链的电子传输.而M(r)→Cl电场则使Cu—Cu,Cu—M键增长,但对分子能量及金属原子的电荷密度和自旋密度的影响不明显,当增大至一定电场强度后金属原子的自旋密度保持不变,两个方向电场作用下自旋密度的变化呈明显的非对称性.故1～3可能具有分子整流器的潜在应用.     

过渡金属双核化合物Cr_2(O_2CH)_4、Mo_2(O_2CH)_4及CrMo(O_2CH)_4的从头计算研究

用从头计算方法研究双核过渡金属化合物Cr_2(O_2CH)_4、MO_2(O_2CH)_4及CrMo(O_2CH)_4的金属—金属多重键性质,计算优化键长与实验值符合很好,原子布居表明Mo_2(O_2CH)_4和CrMo(O_2CH)_4中Mo—Mo、Cr—Mo键分别为σ~2π~4δ~2与σ~2δ~2π~4四重键,同时金属-d与氧和碳-p电子间的电荷重叠对分子稳定有相当贡献。对Cr_2(O_2CH)_4在优化键长下3种组态σ~2δ~2δ~(*2)σ~(*2)、π~4π~(*4)及σ~2δ~2π~4的电子结构、原子布居、总能量及电离能的计算进行比较,讨论了Cr—Cr的成键性质,指出描述Cr—Cr间金属多重键本质必须考虑电子相关效应的影响。     

钼、钨四重键化合物电子光谱的含时密度泛函理论研究

运用含时密度泛函理论(TD-DFT),对具有代表性的钼、钨四重键化合物M2Cl4-8,M2Cl4(PMe3)4,M2(O2CCH3)4和M2(PhNCHNPh)4(M=Mo,W)的低占据电子激发能进行了计算,系统地考察了局域(LDA)、离域(GGA)和杂化(Hybrid)泛函对金属四重键化合物中d-d跃迁和电荷转移跃迁...     

MX~4(M=Ti,Zr,Hf;X=Cl,Br)的电子结构研究

本文利用单电子非相对论Hartree-Fock-Slater和完全相对论Dirac-Fock-Slater两种离散变分局域密度泛函方法(DV-Xα), 对MX~4(M=Ti,Zr,Hf;X=Cl,Br)的电子基态和相应于低能UV光谱的激发态进行了计算, 结果与实验符合得较好。用Mulliken布居分析方法研究了分子的共价性质, 发现除HfBr~4外,相对论效应对金属与配体之间的键级影响很小。     

四重键化合物M_2(CH_3)_8~(n-)中金属—金属键的性质

本文分析了四重键化合物M_2(CH_3)_8~(n-)(M=Mo,Tc,W,Re)中金属键的性质,并对金属原子的(n-1)f轨道参加成键的可能性进行了讨论.结果表明(n-1)f轨道参加成键使金属原子间π和δ电子的几率增加,并使总能量、π和δ成键轨道能量明显下降。因此,f轨道对金属四重键特别是π和δ键的影响是显著的。     

[Pd(en)_2Pd(en)_2X_2]_n~(4 )(X=Cl,Br,Ⅰ)链的畸变研究

对一维卤桥过渡金属化合物[Pd（en）2Pd（en）2X2]n4 （X＝Cl,Br,I）应用量子化学从头算及EHT能带计算进行了研究,发现Peierls畸变的产生及程度取决于填充轨道能量的降低与核间及电子间相互作用,合理解释了[Pd（en）2Pd（en）2X2]n4 （M=Pt,Pd,Ni;X＝Cl,Br,I）化合物畸变及混合价的递变规律．分析了Peierls畸变的产生对能隙及混合价的影响,得出了[Pd（en）2Pd（en）2X2]n4 （X＝Cl,Br,I）体系Pd的电荷差δe与偏移长度d存在线性关系的规律．     

Nitrile Cluster Compounds [(M6X12)X2(RCN)4] (M=Nb, Ta; X=Cl, Br; R=Et, n-Pr, n-Bu)

Three new series of mixed-ligand clusters of the [(M₆X₁₂)X₂(RCN)₄] (M=Nb, Ta; X=Cl, Br; R=Et, n-Pr, n-Bu) composition have been prepared. It is supposed that four nitrile molecules and two halogen atoms are coordinated to the terminal octahedral coordination sites of the [M₆X₁₂]²⁺ unit.     

Specific nonbonded interactions in the structures of M3X7 4+ and M3X4 4+ (M=Mo,W; X=O,S, Se) clusters

Specific nonbonded interactions (SNI) involving the chalcogens in the structures of (₃–X)(₂–X₂)₃M₃ ⁴⁺ and (₃–X)(₂–X)₃M₃ ⁴⁺ (M = Mo, W; X = 0, S, Se) clusters are examined. Interionic contacts significantly shorter than the sum of the van der Waals or ionic radii are fomd between the X atom of the X₂ ligands that occupy the axial position relative to the M₃ plane and the N, chalcogen, or halide of the counterion or identical ion. Centrosymmetric dimers involving the (₂-X₂) ligands are observed in the stmctures of several M₃X₄ ⁴⁺ derivatives. The X...X distance in these is also much less than the sum of the van der Waals radii. These SNI open occur in spite of the Coulombic repulsion of similarly charged species. The SNZ are classified using existing data. They play a definite role in forming of the crystal structure.Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences. Translated from Zhurnal Strukturnoi Khimii, Vol. 34, No. 2, pp. 150–167, March–April, 1993.     

簇离子Mo_3S_4M~（n＋）中M与Mo成键作用及电子光谱（M＝Fe、Ni，n＝4；M＝Cu，n＝5）

应用ＩＮＤＯ／Ｓ半经验量子化学方法，对簇合物离子Ｍｏ３Ｓ和Ｍｏ３Ｓ４Ｍｎ＋（Ｍ＝Ｆｅ、Ｎｉ，ｎ＝４；Ｍ＝Ｃｕ，ｎ＝５）分别进行分子轨道计算。根据计算得到的簇离子中的原子表观电荷和成键指标，说明Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ＋与Ｍｏ３Ｓ成键作用的相对强度依次是Ｆｅ－Ｍｏ＞Ｎｉ－Ｍｏ＞Ｃｕ＋－Ｍｏ。比较了用含组态作用的ＩＮＤＯ／Ｓ方法计算得到的电子跃迁能与实验得到的电子吸收光谱值，并讨论了吸收峰归属情况。对于Ｍ为Ｆｅ、Ｎｉ的簇离子Ｍｏ３Ｓ４Ｍ４＋，最低能量的电子跃迁吸收峰起源于异金属间电荷转移跃迁（ＭＭ’ＣＴ）；而Ｍｏ３Ｓ４Ｃｕ（５＋）簇离子观察到的吸收峰主要是Ｍｏ３Ｓ芯的局域内电荷转移跃迁。根据理论计算结果，由Ｃｕ＋离子到Ｍｏ３Ｓ的电荷转移跃迁谱线，大约在４６０００ｃｍ－１以上才能观察到吸收峰。从Ｍｏ３Ｓ４Ｆｅ４＋次低能量吸收峰的实验值１６６００ｃｍ－１和理论值１６５００ｃｍ－１与Ｍｏ３Ｓ的最低能量吸收峰的实验值１６６００ｃｍ－１和理论值１６９００ｃｍ－１比较，表明无论从理论上或实验上都能证实簇离子Ｍｏ３Ｓ４Ｆｅ４＋在能量为１６６００ｃｍ－１处的吸收峰是起因于Ｍｏ３Ｓ芯的局域内电荷转移跃迁。     

(M4H3X)2B2O2: hydrometal complexes (M = Ni, Mg) containing double tetracoordinate planar nonmetal centers (X = C, N)

Geometrical optimizations and electronic structural analyses of the -O(2)B(2)- bridged hydrometal complexes (M(4)H(3)C)(2)B(2)O(2) and (M(4)H(3)N)(2)B(2)O(2)(2+) (M = Ni, Mg) containing double tetracoordinate planar nonmetals (TPN) have been performed using the density functional theory at the B3LYP/6-311+G(d,p) level. Theoretical evidence of the possibility of double TPN centers coexisting in one planar molecule is presented.     

二维单层MoSi2X4 (X=N,P, As)的电子结构及光学性质研究

采用平面波超软赝势方法研究了二维单层MoSi₂X₄ (X=N, P, As)的稳定性、电子结构和光学性质. 研究结果显示, 基于单层MoSi₂N₄的两种同分异构体M1和M2所构建的六种晶体结构具有较好的动力学稳定性. 通过能带和有效质量的计算, 单层MoSi₂N₄在MoSi₂X₄ (X=N, P, As)六种晶体结构中显示出最宽的间接带隙和最高的载流子迁移率. 随后带边电位的计算结果表明, 单层MoSi₂N₄带边势分别为M1: –0.368、1.416 V, M2: –0.227、1.837 V, 其结果相较于MoSi₂P₄和MoSi₂As₄导带边电位更负, 价带边电位更正, 是六种晶体结构中最适合用作光催化剂的材料. 同时, 光吸收谱的计算结果显示, 单层MoSi₂N₄的光学吸收表现出明显的各向异性, 在可见光和紫外光波段内具有较强的光吸收能力, 说明其在可见光催化领域有着潜在的应用前景. 这些结果为进一步深入研究二维单层MoSi₂N₄在光催化水解领域的应用提供了理论指导.     

Tetrapnictidotitanate(IV) M4TiX4 (M = Sr,Ba; X = P,As), hierarchische Derivate der KGe-Struktur K4□Ge4

Tetrapnictidotitanates(IV) M₄TiX₄ (M = Sr, Ba; X = P, As), hierarchical Derivatives of the KGe Structure K₄□Ge₄ The four new tetrapnictidotitanates(IV) Sr₄TiP₄, Sr₄TiAs₄, Ba₄TiP₄ and Ba₄TiAs₄ are synthesized from the binary pnictides MX (M = Sr, Ba and X = P, As) and elementary titanium in tantalum ampoules. The compounds are isotypic and isoelectronic with Ba₄SiAs₄ (space group P4 3n (no. 218); cP72; Z = 8; Sr₄TiP₄: a = 1259.0(1) pm; Sr₄TiAs₄: a = 1288.3(4) pm; Ba₄TiP₄: a = 1316.6(2) pm; Ba₄TiAs₄: a = 1346.9(2) pm). The transition metal compounds form cubic, metallic reflecting crystals (Sr₄TiP₄ (green); Sr₄TiAs₄ (silver coloured); Ba₄TiP₄ (silver coloured); Ba₄TiAs₄ (violet). They are semiconducting and very sensitive against air and moisture. The structure is a hierarchical derivative of Cr₃Si (A15) and KGe type: Cr₆Si₂ ? (□Ge₄K₄)₆(□Ge₄K₄)₂ ? (TiX₄M₄)₆(TiX₄M₄)₂, where Ti occupies the positions of the Cr₃Si structure, and the alkaline-earth metal and pnicogen atoms occupy the positions of the KGe structure. Therefore, Ti is surrounded by four X and four more distant M atoms forming a heterocubane. The mean bond lengths are: d (Ti? P) = 238.0(5) pm; 307 ? d(Sr? P) ? 333 pm; d (Ti? As) = 245.9(4); 313 ? d(Sr? As) ? 341 pm; d (Ti? P) = 240.5(5); 324 ? d(Ba? P) ? 348 pm; d (Ti? As) = 248.3(3) pm; 331 ? d(Ba? As) ? 355 pm.     

Comparative study of NMR spectea of monosubstituted (C5H4X)M(CO)3 (M=Mn,Re)

Conclusions The electron density on the-cyclopentadienyl ligand in cyclopentadienylmanganese tricarbonyl derivatives is higher than in the corresponding cyclopentadienylrhenium tricarbonyl derivatives.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya, No. 9, pp. 2142–2143, September, 1973.