对一个大单轴磁各向异性镍(Ⅱ)配合物中的磁跃迁的直接观察

最近Ruamps和同事发现三角双锥构型的Ni（Ⅱ）配合物[Ni（Me₆tren）Cl]ClO₄（1，Me₆tren=tris（2-（dimethylamino）ethyl）amine）具有大的单轴磁各向异性（J.Am.Chem.Soc.，2013，135：3017-3026）。他们利用HF-EPR研究获得横向零场分裂（ZFS）参数E=1.56（5）cm^-1但未能确定轴向零场分裂参数D。在本工作中，我们利用0~17.5 T和5 K的变磁场远红外光谱（FIRMS）来检测自旋基态S=1中的M_S=±1和M_S=0态之间的磁跃迁。在FIRMS中直接观察到Zeeman分裂态之间的跃迁，得出轴向ZFS参数D=-110.7（3）cm^-1。我们对1的晶体结构进行了Hirshfeld表面分析，揭示了1分子中的阳离子与阴离子之间以及分子之间的相互作用。     

硫氰酸镍(Ⅱ)银(Ⅰ)乙二胺络合物晶体电子结构的实验研究和理论解释

本文测定了Ni(en)_3[Ni(en)_2Ag_2(NCS)_6]·H_2O晶体的d-d电子吸收光谱,吸收峰为11300,13150,18650,23000,28700cm~(-1)。用配位场理论进行了电子能级的分析和计算。在不用反磁性介质稀释的情况下直接测定了该晶体在77K时的EPR谱,观察到了零场分裂和半场跃迁。g=2.169±0.020,g_⊥=2.164±0.020,|D|=0.095±0.003cm~(-1)。本文对电子结构和晶体结构的实验结果进行了综合理论分析。     

cis-[Ni(NCS)_2tren]的镜面对称性破缺: 螯环的特殊手性构象

为了探究cis-[Ni(NCS)2tren][tren:三(2-氨基乙基)胺]的手性来源,本文采用单晶X射线衍射、溶液紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)光谱、固体紫外圆二色(CD)光谱和粉末X射线衍射(XRD)等对cis-[Ni(NCS)2tren]的一对手性晶体进行了表征.研究结果表明:该手性晶体由结晶过程中的镜面对称性破缺而形成;三角架型配体tren配位后的特殊手性构象(δδλ,λλδ)是cis-[Ni(NCS)2tren]的主要手性来源.络合物固体紫外CD谱所呈现的Cotton效应可能来自其螯环手性构象以及手性金属中心对NCS-配体的π-π*跃迁和荷移跃迁生色团的手性微扰.对20批次合成产物进行固体CD检测的统计结果表明:它们的对映体过量(ee)值在39%-100%之间.     

间甲基苯甲醚分子旋转异构体的质量分辨阈值电离光谱

间甲基苯甲醚分子有顺式和反式两个转动异构体.利用单光共振双光子电离技术和质量分辨阈值电离技术,研究了间甲基苯甲醚分子顺反异构体的基态到第一电子激发态(S1←S0)的跃迁和阈值电离.得到顺式、反式间甲基苯甲醚分子S1态的激发能(E1)分别为(36049±2)和(36117±2)cm-1,绝热电离能(Ip)分别为(64859±5)和(65110±5)cm-1.结合从头算法和密度泛函理论的量子化学计算,解释了顺式、反式间甲基苯甲醚分子E1和Ip存在差异的原因,并且对S1态和离子基态D0态出现的谱峰进行了标识.间甲基苯甲醚分子顺反异构体在S1态和D0态的活性振动主要是甲基转动、面内环的运动和与取代基相关的弯曲振动.间甲基苯甲醚分子的S1态振动光谱、D0态离子光谱以及理论计算均表明这两个转动异构体在D0态的几何构型与S1态的中性几何构型相比有较大改变,取代基与取代基、取代基与苯环间的相互作用强度高低次序为:S0S1D0.     

有机-过渡金属配合物的三重态发光问题

近年来,随着OLED器件的发展,有关有机-过渡金属配合物的三重态发光问题受到人们广泛的关注。这不仅是与电致发光器件效率的提高相关联,同时也是一个在光物理研究中值得深入研究的课题.文章对有机-金属化合物激发态的能级分裂,以及发光三重态亚态的零场-分裂(ZFS)等进行了讨论,对具不同电子构型中心金属离子,例如八面体结构与平面四方形构型结构等与它们光物理行为间的关系进行了讨论.特别对这类体系的发光三重态在自旋轨道偶合作用(SOC)和构型相互作用(CI)的影响下,导致单重态与三重态的混合和促进从最低三重态到基态的发光跃迁进行了讨论.     

镧系元素f-f跃迁光谱计算

运用不可约张量算符方法,建立了f-f超灵敏跃迁光谱的计算模型,编制了计算f离子^2s+1L~J能级、约化矩阵元、晶体场Stark能级、晶体场态-态跃迁振子强度及模拟吸收光谱的计算机程序.其中,自由f离子能级计算采用包括双电子与叁电子组态相互作用的二三参数模型,晶体场Stark分裂计算采用单电子轨道近似,用Newman角叠加模型计算晶体场参数.f-f跃迁振子强度计算包括静电诱导偶极跃、配体极化偶极跃、振动诱导电偶极跃迁及磁偶极跃迁的贡献.     

高氯酸二吡啶·双(N-氯化吡啶-2-甲醛)缩-1,3-丙二胺合镍的晶体结构

合成了Ni(Ⅱ)的吡啶和双(N-氧化呲啶-2-甲醛)缩-1,3-丙二胺的配合物。对它进行了红外、紫外、电导和磁化率的表征。测定了其晶体结构。定性解释了红外特征吸收峰D_(N-O)和V_(C=N)波数移动与分子几何构型之间的关系。利用紫外吸收峰近似计算了配体场分裂参数Dq和Racah参数B。     

理论研究BrCl~ 低激发电子态势能曲线和光谱性质

应用量子化学中高等级的多参考组态相互作用方法计算了环境科学中重要的分子离子BrCl 的基态和低激发态的势能曲线与光谱常数,详细分析了旋轨耦合作用对电子结构和光谱性质的影响,确认了基态X2Π和低激发电子态的多组态特征,得到了基态X2Π的旋轨耦合分裂能1814cm-1,与实验值2070cm-1接近.预测了2Π(Ⅱ)态的旋轨耦合分裂能为766cm-1.估算了3/2(Ⅲ)-X3/2和1/2(Ⅲ)-1/2(Ⅰ)跃迁的偶极跃迁矩和Frank-Condon因子,讨论了它们的跃迁辐射寿命.     

双核Ni（Ⅱ）氯醌酸阴离子桥联配合物的合成和磁性

合成了4种以氯醌酸阴离子为桥联配体的Ni(Ⅱ)单核和双核配合物,经元素分析、IR、电子光谱、磁化率测定进行了表征。发现其μeff值随温度降低先出现极大,后又复变小。在考虑到分子间相互作用和单离子零场分裂影响等因素后,用修正的Heisenberg模型进行处理,结果表明分子内Ni(Ⅱ)离子间存在铁磁性磁交换作用,而分子间则为反铁磁性磁交换作用。     

Synthesis and magnetic properties of binuclear cobalt(Ⅱ), nickel(Ⅱ) and copper(Ⅱ) complexes bridged by oxamidate group

Four binuclear Co(Ⅱ), Ni(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) complexes bridged by oxamidate (oxd) group have been synthesized, namely Co2(byp)2(oxd)(ClO4)2 (1), Co2(Me2bpy)2(oxd)(ClO4)2.H2O (2), Ni2(bpy)2(oxd)(ClO4)2.2H2O (3) and Cu2(Me2bpy)2(oxd)(NO3)2 (4). (bpy=2,2'-bipyridyl, Me2-bpy=4,4'-dimethylbipyridyl, oxd=oxamidate) The complexes are characterized by IR, UV spectra, EPR and variable-temperature magnetic susceptibility (4-300 K). The susceptibility data for. complexes 1 and 3 were least-squares fit to the susceptibility equation derived from the spin Hamiltonian H=-2J . S1 . S2. The exchange integral, J, was found to be equal to -3.62 cm-1 in 1 and -1.82 cm-1 in 3. This indicates a weak antiferromagnetic spin exchange interaction between the metal ions.     

2-噻吩乙醛酸-三苯基氧化膦-铕配合物的合成、结构表征及荧光性能的研究

用硝酸铕、2-噻吩乙醛酸(HL)和三苯基氧化膦(TPPO)合成了一种新型固体发光配合物;用元素分析、电导率、红外光谱和核磁共振确定了该配合物的分子式为EuL3TPPPO((H2O)2;在室温下测定了该配合物的荧光激发光谱和发射光谱;配合物中Eu(Ⅲ)离子的3个主要跃迁5D0→7F1,5D0→7F2和5D0→7F4分别位于593.4,618.8和699.4 nm.该固体配合物于室温下被紫外灯照射可以发出很强的红色荧光.IR光谱中2-噻吩乙醛酸在与稀土铕离子形成配合物后,vas(-COO-)由钠盐的1632 cm-1移至1612 cm-1,vs(-COO-)由1389 cm-1移至1409cm-1;vc=o(α-酮基)由HL的1654 cm-1移至1662 cm-1.配合物的vEu-o吸收峰出现在541 cm-1.在1HNMR谱图中,噻吩环上的3个氢原子的化学位移在形成配合物后移向高场;三苯基氧化膦中苯环上5种不同环境的质子的化学位移在形成配合物后向低场移动.TG分析证明,该固态配合物于空气中在常温至190℃以内是稳定的.     

1-萘酚的紫外共振双光子电离光谱

利用脉冲分子束技术, 在305-322 nm范围内研究了1-萘酚(1NP)的共振双光子电离(R2PI)光谱. 1NP分子存在cis和trans两种旋转异构体, 但实验中仅观测到trans异构体的电子振动跃迁光谱, 其S1←S0跃迁的(0-0)带头出现在317.90 nm(即31456 cm-1)位置. 利用光谱选律及ab initio和密度泛函(DFT)计算, 对trans异构体在S1态的振动模进行标识, 得出主要对应于对称性为a'的平面内振动模. 计算显示, cis异构体在电子基态S0的能量较trans异构体高出439 cm-1, 而第一激发能却比trans异构体的低1216 cm-1, 与之相应的实验值分别是220和274 cm-1. 计算数值与实验结果在能量变化趋势上完全一致. 共振双光子电离谱中没有观测到cis异构体的光谱信号, 其原因可归结为分子束的有效冷却效应使得处于基态的cis异构体的布居数密度相对trans异构体极低, 导致cis光谱信号太小而未能被探测到.     

异氰酸光解的动态学研究

在异氰酸光解势能面研究的基础上,计算了不同电子态热能面交叉点S_1/T_1 处S_1 → T _1的态-态积累跃迁速率k_(S_1→T_1),S_1/S_0处S_1 → S_0的跃迁 速度k_(S_1→S_0),结果表明,在交叉点处态-态跃迁速度非常大,可以认为高能 态在交叉点可以直接跃迁到低能态。据此我们又根据单分子微正则过渡态理论计算 了不同光解波长下S_1态和T_1态的光解反应速度k_反~(S_1)（E）和k~(T_1)（E） 和S_1态反-顺异构化的反应速率。在光解波长为230 nm时,k_(T_1)/k_(S_1) = 9. 48,与实验值为5相接近;在低能时k~(T_1) > k_反~(S_1),获得了和实验相一致 的结果。     

LED用Sr_((1-1.5x))Mo_(0.8)Si_(0.2)O_(3.8)∶Eu_x~(3+)红色荧光粉的制备及其荧光性能

通过高温固相法合成了LED用红色荧光粉Sr(1-1.5x)Mo0.8Si0.2O3.8∶Eu3x+(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)。通过XRD、激发光谱和发射光谱测试了材料的物相组成以及发光性能。x=0.1样品的XRD谱与JCPDS 08-0482(SrMoO4)的标准卡片相同。Eu3+代替晶格中Sr2+的位置成为发光中心。随着Eu3+含量x的增加,593 nm处的5D0-7F1跃迁和614 nm处的5D0-7F2跃迁发射强度会相互转换:当x≤0.4时,以磁偶极5D0-7F1跃迁为主,发射橙色光;而当x=0.5时,以电偶极5D0-7F2跃迁发射为主,发射红光。可能是过量掺杂的Eu3+离子,只能存在于晶格空位形成缺陷,无法占据SrMoO4中Sr2+的格位中,Eu3+在晶格中占据非对称中心的格位,导致电偶极跃迁变成允许跃迁,从而增加了5D0-7F2跃迁,减弱了5D0-7F1跃迁。因此,可以通过调节激活剂的含量获得不同发光色的荧光粉。Eu3+掺杂的硅钼酸锶体系,614 nm激发下,在368 nm处出现宽的基质吸收峰和467 nm处7 F0-5 D2的跃迁峰,且这2处的吸收峰在x=0.5时比x=0.4时...     

N-(2-羧基苯)-N’-(3-氨丙基)草酰胺桥联异双核配合物的合成、电化学性质和磁性

合成了 4种不对称草酰胺桥联异双核配合物 [Cu( oxca) M( phen) 2 ]Cl O4· 2 H2 O[oxca表示 N -( 2 -羧基苯 ) -N -( 3-氨丙基 )草酰胺三价阴离子 ,phen代表邻菲啉 ,M=Mn、Co、Ni、Zn].用元素分析、红外光谱、电子光谱、热分析及室温磁矩等对所合成配合物进行了表征 .在 DMSO溶剂中采用循环伏安法研究了配合物的电化学性质 .在 4～ 30 0 K范围测量了 Cu( ) -Mn( )和 Cu( ) -Ni( )的变温磁化率 ,经拟合分别得磁参数 J=-1 0 .5 6 cm- 1 和 J=-1 7.0 8cm- 1 ,表明在异双核配合物中金属离子间有较弱的反铁磁性自旋交换作用 .     

铁磁偶合的间苯二甲酸根桥联Cu(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)双核配合物的合成与表征

合成了两种新的双核配合物 [Cu2 (IPHTA) (Me2 bpy) 2 ] (Cl O4) 2 (a)和 [Cu2 (IPHTA) (NO2 - phen) 2 ](Cl O4) 2 (b) ,IPHTA代表间苯二甲酸根二价阴离子 ;Me2 bpy和 NO2 - phen分别表示 4,4′-二甲基 - 2 ,2′-联吡啶和 5-硝基 - 1 ,1 0 -邻菲罗啉。并通过元素分析、红外光谱、可见 -紫外光谱、ESR谱及电导等对配合物进行了表征 ;基于变温磁化率测量和自旋哈密顿算符 (H=- 2 JS1 · S2 )已推出交换积分 J=2 .36cm-1 (NO2 - phen)和J= 1 6.2 cm-1 (Me2 bpy) ,表明两个双核配合物中 Cu( )和 Cu( )离子间为铁磁偶合。     

SrAl12O19:Pr3+中1S0能级的电子-振动跃迁

稀土离子Pr^3＋ 4f^2组态中的的高激发态1S0的光谱性质与其他4f^2能级有显著的差别.分析了SrAl12O19：Pr的^1S0→1I6和^1S0→^1D2发射光谱,跃迁分别属于Δ过程和M过程; 指认了其中的零声子线和电子-振动跃迁线.这两组跃迁中,电子-振动跃迁强度与零声子跃迁强度之比大于文献中报道的低激发态中的值,表明^1S0与4f5d态的混杂增强了它的电子-声子耦合.     

电子效应调控丁烯二腈光分子开关的CASSCF和MS-CASPT2理论研究

采用多组态CASSCF方法和MS-CASPT2方法研究了丁烯二腈中性分子及阳离子和阴离子的顺-反异构化机理.结果表明,中性分子和离子态的光顺-反异构化反应经历不同的非绝热跃迁途径:中性丁烯二腈受光激发至S1态后,需克服一个不低于19.7 k J/mol的能垒才有机会到达基态和激发态间的圆锥交叉(S_1/S_0-CI),随后经非辐射跃迁回到基态,S_1/S_0-CI在结构上偏离C=C双键旋转路径,且能量较高,因此会降低旋转速度,阻碍旋转的单向性;丁烯二腈阳离子和阴离子自由基的D_0态和D_1态旋转势能面在90°处相交,优化的D_1/D_0-CI与D_1态中间体的结构和能量均相近,因此从D1态经由D_1/D_0-C_I无辐射跃迁到D_0态的过程无势垒,在此过程中C=C旋转方向性得到最大限度的保持.研究结果证实了电子诱导不仅能降低基态热旋转势垒,而且能够调控光旋转的非绝热跃迁机理.     

双链状异金属超分子化合物[Cu(oxbe)Ni(dpt)(H2O)]ClO4·0.5H2O的合成、晶体结构和磁性

以N-(2-羧基苯)-N’-(氨乙基)草酰胺根阴离子(oxbe)为桥联配体, 端接二丙烯三胺(dpt), 合成了铜镍异双核配合物[Cu(oxbe) Ni(dpt)(H2O)]ClO4·0.5H2O. 通过元素分析和IR 光谱对配合物进行了表征, 利用X射线单晶衍射测定了其晶体结构. 该化合物分子间通过氢键相互作用, 形成双链状超分子结构. 5—300 K 变温磁化率研究结果表明, 化合物中双核体系 Cu(SCu=1/2)-Ni(SNi=1) 中心原子间通过草酰胺桥联发生较强的反铁磁相互作用(磁参数J=-62.3 cm-1, g=2.11).     

LED用Sr(1-1.5x)Mo0.8Si0.2O3.8:Eu3+x红色荧光粉的制备及其荧光性能

通过高温固相法合成了LED用红色荧光粉Sr(1-1.5x)Mo0.8Si0.2O3.8∶Eu3+x（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5）。 通过XRD、激发光谱和发射光谱测试了材料的物相组成以及发光性能。 x=0.1样品的XRD谱与JCPDS 08-0482(SrMoO4)的标准卡片相同。 Eu3+代替晶格中Sr2+的位置成为发光中心。 随着Eu3+含量x的增加,593 nm处的5D0-7F1跃迁和614 nm处的5D0-7F2跃迁发射强度会相互转换：当x≤0.4时,以磁偶极5D0-7F1跃迁为主,发射橙色光;而当x=0.5时,以电偶极5D0-7F2跃迁发射为主,发射红光。 可能是过量掺杂的Eu3+离子,只能存在于晶格空位形成缺陷,无法占据SrMoO4中Sr2+的格位中,Eu3+在晶格中占据非对称中心的格位,导致电偶极跃迁变成允许跃迁,从而增加了5D0-7F2跃迁,减弱了5D0-7F1跃迁。 因此,可以通过调节激活剂的含量获得不同发光色的荧光粉。 Eu3+掺杂的硅钼酸锶体系,614 nm激发下,在368 nm处出现宽的基质吸收峰和467 nm处7F0-5D2的跃迁峰,且这2处的吸收峰在x=0.5时比x=0.4时强3倍左右。 材料能非常好的吸收368 nm波长的光,产生颜色可调的橙红色。 与近紫外光LED芯片匹配良好。