非金属元素的同素异形体(二)——再谈碳的同素异形体

以“同一元素的不同形态的纯单质互称同素异形体”来定义,对数目众多的碳的同素异形体进行了归纳,它们可分为石墨、金刚石、富勒烯碳原子簇和新型纳米材料等4类。简要叙述了各种同素异形体的存在、组成、结构、制备、性质,并强调了计算化学对同素异形体的预测和现代科学技术发展对制备的作用及其在材料中的应用。     

非金属元素同素异形体化学(三)——硅的同素异形体

对数目众多的硅的同素异形体进行了全面归纳,它们可分为硅纳米晶的不同物相类、纳米结构硅物质、硅原子簇和硅烯等4大类。简要叙述了各种同素异形体的存在、组成和结构、制备和性质,并强调了计算化学对同素异形体的预测和现代科学技术发展对制备的作用及其在材料中的应用。     

具有螺共轭结构的碳的同素异形体:glitter碳

介绍碳的新的同素异形体glitter碳的结构及螺共轭特征,对碳的同素异形体的结构进行了比较。     

再谈磷的同素异形体(1)——块体磷的同素异形体

结合最新研究进展，全面介绍了块体状磷的同素异形体——白磷、红磷、黑磷等，包括存在、组成、性质、结构、制备、应用等，同时明确了紫磷、希拖夫磷、灰磷、褐磷等概念，提出了大学本科化学教学的建议。     

非金属元素氮的同素异形体概述

依据全氮物质的研究进展对非金属氮元素的同素异形体进行了归纳,按结构不同可将其分为分子氮、聚合氮、金属氮和原子簇氮等4类.分别对各种同素异形体的组成、结构、存在与合成进展以及应用进行了综合介绍,为丰富氮元素的教学和扩展应用研究提供重要素材.     

非金属元素的同素异形体(一)——氢和硼的同素异形体概述

进行了同素异形体概念的探讨。简要叙述了氢和硼2种典型非金属元素形成的各种同素异形体的存在、组成以及结构、制备和性质,首次将多种硼富勒烯、硼纳米管、硼单层平面等晶态硼的内容补充在硼的同素异形体中,并强调了计算化学对同素异形体的预测和现代科学技术发展对制备的作用及其在材料中的应用。     

基于从头计算法的三维碳同素异形体结构设计

由于独特的成键特性,在不同温度和压强下,碳具有丰富的结构特性。除了实验上已发现各种同素异形体,理论计算也预言了丰富的新结构。在本文中,我们对第一性原理计算预言的三维碳同素异形体做了综述,特别地,我们着重关注了泡沫状的碳结构。碳泡沫主要由石墨片断以各种碳键连接而成,具体多孔结构及较大的表面积。另外,针对由低维碳结构,如碳富勒烯、纳米芽、纳米管及石墨烯等组成的三维碳超结构以及其他三维碳晶体我们也做了概述。这些新型碳结构有的由混杂的sp-sp²碳或者纯sp²碳组成(H-6, bct-4, C-20, K₄等),有的质量密度比金刚石还大(C₈, hP3, tl12, tp12等),有的可以由石墨在室温高压下转化而成(M碳, bct-4碳, W碳, Z碳等)。在这些预言的碳同素异形体中,有些在将来可能在实验室合成。     

新的酰胺型开链冠醚的合成与性质

Simon在70年代开发了一类酰胺型开链冠醚,能选择性配位碱土金属离子并可作为中性载体制备离子选择性电极.由于酰胺型开链冠醚易于制备,因此受到人们广泛地重视.Vgtle等提出的“末端基”概念为开链冠醚的合成、设计起了重要的指导作用.前文报道2-甲氧基-1-氨甲基萘与三甘醇二碘化物在无水碳酸钠存在下于乙腈中反应得到双手臂的套索冠醚与碘化钠的配合物.X射线衍射晶体结构分析表明萘环上的甲氧基中的氧原子参加了与钠离子的配位,生成了扭曲的六边形双锥结构配合物.因此2-甲氧基-1-氨基萘可以作为开链冠醚的“末端基”.开链冠醚的合成路线是:     

长碳链聚酰胺及其共聚物的拉伸诱导结晶

长碳链聚酰胺(LCPA)作为聚酰胺的特殊品种,较长的亚甲基链和极性酰胺基团使其兼具聚烯烃和聚酰胺的双重特性.在加工或使用过程中,拉伸诱导结晶现象对长碳链聚酰胺及其共聚物的强度和弹性行为具有重要影响,深入认识其在外场下的微观结构响应对该材料的设计及制备具有重要意义.围绕拉伸诱导结晶作用,该专论主要基于本团队2010年以来在长碳链聚酰胺及其共聚物的拉伸诱导结晶工作,并综述了国内外的相关研究,涉及拉伸诱导结晶现象、拉伸诱导结晶的影响因素、拉伸诱导结晶与力学性能的构效关系及拉伸诱导结晶的表征方法等方面.     

Spiro-Carbon: A Metallic Carbon Allotrope Predicted from First Principles Calculations

A structurally stable microporous metallic carbon allotrope, poly(spiro[2.2]penta-1,4-diyne) or, for short, spiro-carbon, with I4₁/amd (D_4h) symmetry is predicted by first-principles calculations using density functional theory (DFT). The calculations of electronic, vibrational, and structural properties show that spiro-carbon has lower relative energy than other elusive carbon allotropes such as T-Carbon and 1-diamondyne (Y-Carbon). Its structure can be pictured as a set of trans-cisoid-polyacetylene chains tangled and interconnected together by sp³ carbon atoms. Calculations reveal a metallic electronic structure arising from an “intrinsic doping” of trans-cisoid-polyacetylene chains with sp³ carbon atoms. Possible synthetic routes and various simulated spectra (XRD, NMR, and IR absorption) are provided in order to guide future efforts to synthesize this novel material.     

Pc-carbon:一种可能的超硬碳材料

基于密度泛函理论计算预测了一种新型碳同素异形体（Pc-carbon）.声子色散谱和弹性常数计算证实了Pc-carbon的动力学和力学稳定性.计算结果显示，Pc-carbon是弹性各向异性的，其维氏硬度达到87.6 GPa.应力应变计算结果表明，Pc-carbon的理想拉伸强度和剪切强度分别为65.8 GPa和56.5 GPa，进一步证实了其超硬特性.电子结构计算结果表明，Pc-carbon是带宽为0.99 eV的半导体.     

一维链状三正丁基锡2,4-二氯苯氧乙酸酯的合成、结构和电化学性质研究

<正>有机锡化合物因具有抗癌活性和杀菌、杀螨作用,以及结构特点多变、反应性丰富,近年来引起了人们的高度关注,已合成出许多结构新颖和性能特殊的有机锡化合物[1-4]。研究发现,有机锡化合物中,中心锡原子的配位形式取决于与锡原子直接相连的     

o-C8 Carbon: a New Allotrope of Superhard Carbon

An orthonormal crystal of carbon with PMMA space group (o-C₈) was found to be a stable superhard carbon allotrope by particle swarm optimization algorithm and density functional calculations. The phonon spectrum calculations demonstrate that the o-C₈ carbon phase is dynamically stable. The volume compression calculations show that it is highly incompressible, with bulk modulus of 298.6 GPa. The calculations demonstrate that it is a low-density superhard material with density of 2.993 g/cm³ and Vickers hardness of 82.4 GPa.     

噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的电子输运

一维共轭碳基材料以苯环为基本单元,具有优越的导电性,分子光电器件的发展要求其在高导电性的前提下兼具富电子或少电子特征.本工作设计了噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的寡聚苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩（BmT）和寡聚噻吩（TnP）分子模型,利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了掺杂位置和掺杂程度对其输运行为的影响.噻吩环在一维共轭碳基材料上的取代掺杂有效提升了材料的电子输运效率.BmT和TnP分子的导电特性随分子长度的变化表明分子的共轭程度决定了电子输运效率.反式BmT和TnP分子具有多条电子传输路径,而顺式BmT和TnP分子随着分子长度增加,经历了由单条电子传输路径至多条电子传输路径的转变.该研究结果为开发高性能碳基分子电子材料提供了重要参考.     

基于吡啶酰胺类配体一维带状配位聚合物的合成、结构及荧光性质

通过吡啶酰胺类配体3,5-二(4-吡啶酰胺基)吡啶(4-DPBA)与相应金属盐反应,合成了3个配位聚合物{[Zn(4-DPBA)2(NO3)2].4DMF}n(1),{[Cd(4-DPBA)2(NO3)2].4DMF}n(2)和{[Cu(4-DPBA)2(DMF)2](ClO4)2.7DMF.2H2O}n(3),并用红外光谱、元素分析、粉末及单晶X-射线衍射等方法对其进行了表征。结果表明配合物1和2是同构的,由平行的一维带状链通过氢键连接而成二维层状结构,而配合物3是由3种不同取向的一维带状链构成二维多层结构。这3个配合物最终均通过氢键连接形成三维超分子结构。研究了配合物1和2的荧光性质。     

一维链状三苯基锡肉桂酸酯配合物的合成、结构及量子化学研究

三苯基氯化锡与肉桂酸按物质的量比1∶1在苯和乙醇混合溶剂中反应合成了一维链状三苯基锡肉桂酸酯。经X-射线衍射方法测定了其晶体结构,配合物属单斜晶系,空间群为P21/c,晶体学参数a=1.281 28(9)nm,b=1.145 90(8)nm,c=1.829 01(4)nm,β=120.784(4)°,V=2.307 0(3)nm3,Z=4,Dc=1.431 g.cm-3,μ(Mo Kα)=11.27 cm-1,F(000)=1 000,R1=0.025 2,wR2=0.058 0。配合物通过肉桂酸羧基桥联,形成五配位的三角双锥构型的链状结构。对其结构进行量子化学从头计算,探讨了配合物的稳定性、分子轨道能量以及一些前沿分子轨道的组成特征。     

四面体磷酸镓和磷酸锗镓构成的新型—维链状分子筛结构

以1，3-丙二胺为模板剂，在溶剂热条件下合成了两个一维磷酸盐微孔分子筛 ：[GaP2O7(OH)][NH3(CH2)3NH3](1)和[Ge0.5GaP1.5O6.5(OH)1.5][NH3(CH2)3NH3] (2).X射线单晶结构解析表明，两个晶体结构分别由镓氧四面体和磷氧四面体，或 镓氧四面体，锗氧四面体和磷氧四面体组成，并沿层c轴方向形成链，这些链之间 由1，3-丙二胺相连，1的结晶学数据为Mr=331.82,P-1,a=0.8303(2)nm,b=0.8614 (3)nm,c=0.8880(2)nm,a=111.70(3)°,β=107.5(92)°,γ=98.39(2)°，V=0. 5382(3)nm^3,Z=1,MoKa,λ=0.071073nm,R(F)=5.56,wR(F^2)=14.36,2的结晶学数据 为：P2（1）/c,a=0.88968(7)nm,b=1.67562(13)nm,c=0.83666(7)nm,β=115.890 (2),V=1.12208(16)nm^3,Z=4,MoKa,R(F)=4.66,wR(F2)=10.10。     

新型一维钼氧链超分子化合物[(H2bpe)Mo4O13]的合成与光学性质研究

A new 1D compound [(H₂bpe)Mo₄O₁₃](1) (bpe=trans-1,2-Di-(4-pyridyl)-ethylen) was hydrothermally synthesized and characterized. Compound 1 comprises 3D supramolecular network constructed from 1D [Mo₄O₁₃]^2- anion chains and protonated bpe layers via hydrogen bonds and π-π stacking interactions. The crystal data are the following: C₁₂H₁₂Mo₄N₂O₁₃, Monoclinic, space group P2₁/n, a=0.968 64(13) nm, b=1.349 68(18) nm, c=1.514 9(2) nm, β=99.766(2)°, Z=4. The inorganic chain built up from only molybdenum oxide building blocks is interesting. The luminescent property of 1 was studied. CCDC: 739954.