磷酸二甲酯阴离子与二价金属离子相互作用的研究

在B3LYP/6-31G(d, p)水平上,用全电子分别研究了Mg2+、Ca2+、Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+与磷酸二甲酯(DMP-)“双齿”配位模式下的相互作用,且由4个水分子((H2O)4)“饱和”各金属离子六配位模式下的其它位点。结果表明:这种配位模式下,DMP-对上述金属离子的选择性顺序为:Cu2+>Ni2+>Zn2+>Co2+>Mg2+>Mn2+>Ca2+,和Irving-Williams序列基本一致。且具有未充满d层轨道的金属对配体的变化“响应”明显。通过NBO(自然键轨道)方法对配合物电荷布居分析可得出主族金属离子与配体间以静电相互作用为主,非主族金属离子配合物中存在一定的共价作用的结论,同时关于配合物各部分间键轨道相互作用的分析部分的反映了金属离子与配体的作用实质。     

含磷钼酸及2,2’-联吡啶-3,3’-二羧酸配体的铜配位聚合物的合成、晶体结构与电化学性质

在水热条件下合成了一个新的化合物{[Cu4(PMo12O40)(H2O)5(H2bpdc)(Hbpdc)(bpdc)2].6H2O}n(H2bpdc=2,2′-联吡啶-3,3′-二羧酸),并用元素分析、IR、TG和X-射线衍射等手段进行了表征。结果表明本化合物的晶体结构中,最小不对称单元包含1个[Cu4(H2O)5(H2bpdc)(Hbpdc)(bpdc)2]3+阳离子,1个[PMo12O40]3-阴离子和6个结晶水分子。Cu(Ⅱ)与相邻[PMo12O40]3-的桥氧原子配位,形成一维链状结构。电化学研究表明,化合物存在三步氧化还原过程。     

Cu-Ni-Mg-Al-CO_3四元水滑石的合成及结构分析

以Cu(NO3)2 ·3H2 O,Ni(NO3)2 ·6H2 O,Mg(NO3)2 ·6H2 O和Al(NO3)3·9H2 O为原料,以NaOH和Na2 CO3为沉淀剂,采用成核/晶化隔离法合成了Cu Ni Mg Al CO3四元水滑石,通过XRD,FT IR,TG DTA,ICP等手段对样品进行测试和表征,并且对水滑石结构的层板和层间阴离子相互作用进行分析和讨论.结果表明,控制Cu2 +离子与其它二价金属离子的配比,可制备晶体结构规整的M(II)4 M(III)2 (OH)12 CO3·4H2 O型水滑石;Cu2 +离子的引入导致了明显的Jahn Teller效应;且随Mg2 +量的增加,使得这种效应更加显著,另一方面Mg2 +量的增加有利于Cu Ni Mg Al CO3四元水滑石晶体在a方向上生长,增强其热稳定性     

通过g-C_3N_4担载MNi_(12)(Fe,Co,Cu,Zn)纳米团簇调节甲烷化反应性能（英文）

新型二维材料g-C_3N_4由于其独特的电子结构和优异的化学性能受到了极大关注。根据金属载体间的相互作用以及合金的协同效应,本文应用密度泛函理论,对核壳结构MNi_(12)(Fe, Co, Cu, Zn)纳米团簇与载体g-C_3N_4的相互作用进行研究,并通过其对CO的吸附能研究新型催化剂的反应性能。结果表明d层电子越少的"核"原子与"壳"原子Ni的相互作用更强;当MNi_(12)负载在g-C_3N_4上时,-9.40 eV到-8.39 eV之间的结合能说明MNi_(12)可以很好的稳定在g-C_3N_4上;最后,通过MNi_(12)以及MNi_(12)/g-C_3N_4对CO的吸附行为发现,g-C_3N_4的引入导致CO的吸附能和C―O键长减小。根据电荷分析以及静电势(ESP)分析,发现其原因是因为g-C_3N_4担载以后,CO从MNi_(12)获得的电子数更少。通过本次理论计算,可以得出结论:g-C_3N_4担载MNi_(12)(Fe, Co, Cu, Zn)的新型催化剂不仅可以呈现高稳定性,还可以调变反应性能。     

气相和溶液中金属离子与腺嘌呤配位选择性的理论研究

在B3LYP/6-31G(d,p)水平,全优化Mg2+、Ca2+、Mn2+、Co2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+ (用有效实势(ECP) 方法处理)与腺嘌呤(A) N(1)、N(7)位点配位的两类配合物气相结构,通过相互作用能和自由能分析分别得出两位点对所研究金属离子的选择性顺序;后采用Onsager模型,优化其在水溶液(=78.39)中的结构,讨论溶剂效应对上述顺序的影响;通过相对自由能分析分别得出气相和溶液中,同种金属对两位点的选择性规律。溶液中金属离子与N(7)位配位的相对优选顺序为:Co2+ > Mg2+ > Cd2+ > Ca2+ > Zn2+ > Mn2+ > Ni2+ > Cu2+。     

Pt/Cu(001)-p(2×2)-O表面吸附结构的总能计算

采用密度泛函理论(DFT)研究了氧吸附后Pt/Cu(001)表面合金的原子结构和表面性质. 计算结果表明, 在Pt/Cu(001)-p(2×2)-O表面最稳定结构中, 衬底表面原子层不发生再构, 氧原子吸附于4重对称的Pt原子谷位, 每个氧原子吸附能约为2.303 eV. 吸附结构的Cu—O和Pt—O键键长分别为0.202和0.298 nm, 氧原子的吸附高度ZCu—O约为0.092 nm. 吸附前后Pt/Cu(001)-1ML(monolayer)表面合金的表面功函数分别为4.678和5.355 eV. 吸附表面氧原子和衬底的结合主要来自氧原子2p轨道和衬底金属原子d轨道的杂化作用, 氧原子吸附形成的表面电子态主要位于费米能级以下约-2.7 eV 处.     

三聚氰胺对金属(Ⅱ)卟啉反应活性影响的概念密度泛函研究

选取8个典型的二价金属卟啉MP(M=Ca,Mg,Zn,Cu,Ni,Fe,Co,Mn)与三聚氰胺(L)形成轴向金属配合物(L-MP),应用概念密度泛函工具,系统地计算和比较了L键合前后对其结构和反应性质的影响.结果表明:除钙的特别不稳定物外,L配体对其余6种MP的结构影响较小,它们有较高的化学势指数和较低的总化学硬度而趋向配体的解离;与铁卟啉能形成最稳定的轴向配合物,电子由配体N原子流向铁,中心铁的亲核Fukui指数值大于体系里其他原子的Fukui指数,且发生符号改变.在这些典型的赤道键合配合物中,金属M、配体N之间的二级微扰相互作用能,自然电荷布局以及概念密度泛函指数等方面,存在着一系列线性关系.以上结果可为体内三聚氰胺致结石提供新的启示.     

脯氨酸与Cu、Cu~+和Cu~(2+)配位体系的计算研究

运用M06-2X和ωB97XD方法分别在6-311++G(2d,p)和TZVP基组水平上,对脯氨酸(Pro)的15种构象与Cu、Cu+和Cu2+形成的多种配合物的几何结构、能量学特征、振动光谱和电子结构等进行计算研究.四种水平得到20种[Pro-Cu]、16种[Pro-Cu]+和16种[Pro-Cu]2+稳定结构.[Pro-Cu]和[Pro-Cu]+体系中出现12种Pro构象,而[Pro-Cu]2+体系中出现11种Pro构象,三种体系中最稳定的结构都不是由能量最低的Pro构象生成的.在结构CI3、CI4、CII7和CII8中,Pro的羧基氢转移到亚氨基氮形成两性离子与Cu双配位结合.[Pro-Cu]0/1+/2+体系四种水平计算相对能差范围逐渐增加,结合能分别在-60.0--5.0 kJ·mol-1、-340.0--170.0 kJ·mol-1和-1100.0--860.0 kJ·mol-1范围,配位体系中Pro的变形能逐渐增加.N―H和O―H键伸缩振动频率普遍发生红移,配位体系中部分电荷从Pro转移到Cu上,在[Pro-Cu]2+体系中单配位结构中电荷转移最多,约为单位负电荷.     

苯二酚异构体双电荷离子和单电荷离子的动能谱研究

本文利用质量分析离子动能谱(MIKES)、碰撞诱导解离(CID)技术和电子捕获诱导解离(ECID)技术, 研究了邻、间、对苯二酚分子在电子轰击质谱(EIMS)中产生的双电荷离子[C6H6O2]^2^+, [C6H4O]^2^+和单电荷离子[C6H6O2]^+。根据测定的电荷分离反应动能释放值T和由此计算出的两电荷间距R, 推测出过渡态的结构。有趣的是, 可利用单电荷离子[C6H6O2]^+的MIKES/CID谱区分苯二酚异构体。     

双咔唑间连接方式不同引起的结构和性质变化的理论研究

利用密度泛函方法(DFT)和单激发组态相互作用(CIS)方法, 在6-31G(d,p) 基组水平下优化了咔唑分子和14种双咔唑结构异构体的基态和激发态结构, 在此基础上, 用含时密度泛函(TD-DFT)方法在相同基组水平下计算了模型分子的吸收和发射波长及电荷跃迁性质. 讨论了双咔唑构型的变化带来的性质上的变化, 与实验值相比得到了精确的计算结果. 通过双咔唑的前线轨道能量值、电离能和亲和势及重组能的变化, 全面研究了不同构型的应用, 为实验上的设计和合成提供了思路.     

新型氢氧化镍正极材料的制备和表征

选取Co、Zn、Ca、Mg、Cu等元素与Ni元素按照一定的化学计量比"合金化",实行修饰或掺杂,制备出新型氢氧化镍(New Type Nickel Hyclroxide,NTNH).利用X射线衍射、扫描电镜和恒电流充放电技术测试其相结构、表面微观形貌和充放电性能.研究结果表明:和商业产品相比,新型氢氧化镍具有良好的高温大电流充放电性能和循环稳定性.实现多种元素共沉积,利用元素之间的协同效应,是改善氢氧化镍正极材料高温大电流充放电性能的一条有效途径.     

(H)FNO~+异构体的结构及异构化反应的量子化学研究

在CCSD(T)/6-311+G(2d,2p)//B3LYP/6-311+G(2d,2p)水平上对八种(H)FNO+异构体的结构和异构化机理进行了研究.用分子生成密度差结合电子密度拓扑分析方法讨论了FNO质子化过程中的电子转移,结果显示FNO质子化过程中除HFNO+中电荷由N,O原子向H,F原子转移外,其他七种异构体中均是H原子上电荷增加,F原子上电荷减小,说明电子由F向H转移.在八种(H)FNO+异构体中,HFNO+,FNOH-cis,FN(H)O+和FNOH+-trans能量较低,较稳定;异构体间通过H原子迁移、F原子迁移、分子内化学键转动及化学键的相对振动四种过程实现异构化,其中原子迁移过程的反应能垒很高,反应不容易进行.用电子定域函数(ELF)理论讨论了反应过程中化学键的变化.     

过渡金属离子与3-氟邻苯二甲酸和1,10-邻菲啰啉配合物的合成、结构及性质

过渡金属离子与3-氟邻苯二甲酸(H2Fpht)、1,10-邻菲啰啉(phen)通过水热反应得到了5个配合物:[M(Fpht)(phen)(H2O)3]·H2O(M=Ni 1,Co 2),[Cu(Fpht)(phen)(H2O)]·H2O(3),[M(Fpht)(phen)(H2O)]·H2O(M=Zn 4,Cd 5)。通过X-射线单晶衍射分析、元素分析、红外分析、荧光分析以及差热-热重分析对配合物进行了表征。配合物1和2为单核分子,中心离子Ni(Ⅱ)和Co(Ⅱ)与3-氟邻苯二甲酸根的1个氧原子,1,10-邻菲啰啉的2个氮原子以及3个配位水分子的3个氧原子配位,形成六配位的扭曲八面体构型。配合物3为Z字形一维链状结构。中心Cu(Ⅱ)离子与2个3-氟邻苯二甲酸根的2个氧原子,1个1,10-邻菲啰啉的2个氮原子以及水分子的1个氧原子配位,形成四方锥构型。配合物4和5具有相似的一维螺旋结构,中心Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)离子与2个3-氟邻苯二甲酸根的3个氧原子、1,10-邻菲啰啉的2个氮原子以及水分子中的1个氧原子配位,形成扭曲的八面体构型。     

C6H5—H…X分子间氢键的理论计算

利用密度泛函理论B3LYP方法, 在6-311+G(3df,2p)水平上对C6H5—H…X型分子间氢键进行了几何构型优化、氢键相互作用能、电子密度分布等计算. 其中C6H6为质子供体, HCOH、H2O、NH3、CH2NH和HCN为质子受体. 从电荷布居分析、自然键轨道等角度详细地讨论了C6H5—H…X 体系中, 共轭π键、O和N的不同键型结构对氢键形成的影响以及孤电子对与C—H 反键轨道之间的相互作用(n→σ*)等.     

取代苯甲酸羧基上H和O原子的部分电荷与Hammett常数之间的线性关系

采用密度泛函分析了取代苯甲酸中羧基上的H1原子和2个氧原子O2和O3的电荷与取代基的Hammett常数之间的线性关系. 比较了不同密度泛函和电荷计算方法B3LYP/6-311G*/(NBO, Mulliken), (BLYP, BP, PWC)/DNP/(Hirshfeld, Mulliken)对上述线性相关系数的影响. 结果表明, BLYP/DNP/Hirshfeld方法的计算精度高且计算速度快. 使用BLYP/DNP/Hirshfeld方法计算了70个取代苯甲酸的部分电荷, 发现H1, O2和O3原子的电荷与取代基Hammett常数σ_p和σ_m之间的线性相关系数可达到0.98以上, 其中O2的电荷和Hammett常数的线性相关性最好. O2的电荷值可以作为Hammett常数的替代, 用于结构性能定量分析, 也可以用于预测取代基的Hammett常数.     

水溶性高聚物萃取分离光度法测定Ca2+的研究

利用在无机盐存在下,水溶性高聚物可分为两相的特点,研究了在聚乙二醇-邻苯二酚紫-邻二氮菲-硫酸铵体系中,Ca2+、Al3+、Co2+、Cu2+、Fe3+、Ni2+、Pb2+、Zn2+混合溶液中Ca2+的分离及测定条件,实现了Ca2+与Al3+、Co2+、Cu2+、Fe3+、Ni2+、Pb2+、Zn2+的定量分离和测定.Ca2+质量浓度在0.05～1.0 μg/mL范围内具有良好的线性关系,回收率92%～105%.     

水溶液中Al~(3+)第三水化层静态结构特征和~(27)Al-/~(17)O-/~1H-NMR特性的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)量子化学计算方法对水溶液中Al 3+第三水化层的静态结构特征进行了系统研究。在Bock构建的含有第一、第二水化层Al(H2O)3+6·12H2O的基础上添加了第三水化层,系统考察了第三和第二水化层对第一水化层Al(H2O)3+6的键长、键角等结构参数,以及自然布居分析(NPA)电荷特性的影响,同时探讨了Al 3+(aq)配合物含有不同水化层时氢键网络结构,以及27Al-/17O-/1H-NMR的特性。     

新型荧光粉Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+，Na+的合成和红色长余辉性质

采用溶胶-凝胶法合成了Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+荧光粉.通过X-射线衍射和荧光光谱表征样品的物相组成和发光性质.X射线衍射(XRD)分析表明添加适量的H3BO3作助熔剂有利于形成良好的Ca2Zn4Ti16O38晶体结构.荧光光谱表明Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+在可见光区(450～495 nm)呈现Pr3+离子的4f→4f厂特征激发光谱以及613 nm(1D2→3H4)和644 nm(3P0→3F2)特征发射.Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+被可见光(475 nm)激发产生的(3P0→3F2)(644 nm)红色发射呈现出极慢的衰减特性.Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+是一种新型的可见光激发红色长余辉荧光粉.     

光谱法研究金属离子与肿瘤抑制蛋白p53的DNA结合结构域的相互作用

利用荧光滴定法研究了9种金属离子与序列特异性的DNA结合结构域(p53DBD)的结合反应,其结合能力依次为Fe3+＞Zn2+＞Cu2+＞Ca2+＞Mg2+＞Ba2+＞Mn2+＞Ni2+＞Co2+.圆二色谱研究结果表明,Ba2+, Ca2+, Co2+, Mn2+及Ni2+并未引起蛋白二级结构变化; Zn2+, Mg2+及Fe3+诱导蛋白结构细微调整;而Cu2+结合导致蛋白螺旋结构大量丢失.ANS结合研究结果表明, Mg2+与Zn2+相似,诱导p53DBD蛋白表面疏水性增强,而Fe3+引起p53DBD蛋白表面疏水性降低.因此,Mg2+和Fe3+可能是影响或调节p53活性的潜在因子之一.     

双帽Keggin型杂多阴离子[H4As3Mo12O40]-和Keggin型杂多酸H3PM12O40(M=Mo,W)质子化的DFT研究

选用B3LYP方法在LanL2MB水平下,对双帽α-Keggin型杂多阴离子[H4As3Mo12O40]-的电子结构和质子的定位进行了密度泛函理论(DFT)研究.结果表明,双帽的形成大大影响了杂多阴离子[As3Mo12O40]5-的电子结构和性质,NBO分析显示参与成帽的三桥氧上的电子密度比双桥氧上的要大,简单地从电荷密度来看,质子将首先在三桥氧上定域成键,但通过比较质子定域在几种桥氧上质子化稳定化能的大小,发现[H4As3Mo12O40]-中的四个质子将在八个双桥氧中的其中四个氧原子上定位,而不是如文献中报道的在四个三桥氧上定域成键.对杂多酸H3PM12O40(M=Mo,W)中质子的定位也进行了理论计算并与文献进行了比较,结果显示,H3PMo12O40中质子是定位在双桥氧上;而H3PW12O40中质子将优先在双桥氧上定位,但也可在端氧上定位;这一结果与文献报道的相一致.