C60哌嗪加成物的结构及光谱研究

用ＩＮＤＯ系列方法研究了Ｃ６０的哌嗪衍生物Ｃ６０Ｎ２（Ｃ２Ｈ４）２的结构。结果表明［６，６］，异构体具有Ｃ２ｖ对称性［６，５］，异构体具有Ｃｓ对称性，前者能量较低。以优化构型为基础，计算两种加成产物的ＵＶ谱，结果表明，［６，６］异构体的特征吸收与实验值相符，同时对［６，５］异构体的ＵＶ谱进行理论预测，对电子跃迁进行了理论指认，并分析了光谱红移的原因。     

C36H2异构体的稳定性及其加成位置选择性的研究

使用AM1和PM3两种半经验方法,对所有的C₃₆H₂异构体实行非对称性限制的全优化,并结合频率分析及HF/6-31G单点能计算,确定了各异构体的基态结构及其相对稳定性.在此基础上,通过分析加成位置与异构体稳定性之间的关系,得出三条加成位置选择性的规律.最后,利用π-轨道轴矢量(POAV)方法计算了反应前后碳笼中张力的变化.张力与键级分析的结果表明加成位置选择性的规律不是由碳笼释放的张力决定的,而是由C₃₆H₂体系的总共轭性质决定的.     

富勒烯衍生物C50X(X=SiH2,PH,S)的结构及稳定性的理论研究

用从头算HF/3-21G方法研究了C50的环加成衍生物C50X(X=SiH2, PH, S)所有可能的异构体的结构与稳定性, 计算结果表明, SiH2基团、PH基团与S原子在C50上环加成的优先加成位置相同, 都为C3—C4类键和C4—C4类键, 并且相应形成[5,6]-闭环和[5,5]-闭环结构的最稳定异构体; 决定C50X(X=SiH2, PH, S)各异构体稳定性的主要因素, 因加成位置以及发生加成反应的C—C键的单双键类型的不同, 可能是张力、共轭效应或者二者的共同作用. 进一步比较了C50X(X=SiH2, PH, S)与C50X(X=CH2, NH, O)的结构和稳定性等, 并总结出规律性的结论, 即加成原子的大小和加成位置C—C键的类型是影响形成开环或闭环结构的C50环加成衍生物的两种主要因素.     

一些C60加成衍生物的结构表征

对一些Ｃ６０加成产物的ＦＤ－ＭＳ特征、ＦＴ－ＩＲ光谱和ＵＶ－Ｖｉｓ光谱特征作了介绍；对＾２３ＣＮＭＲ谱在Ｃ６０衍生物结构确定中的作用作了阐述。     

C60与硅烯环加成反应机理的理论研究

用半经验AM1法研究了C₆₀与单态硅烯环加成反应机理.经Berny梯度法优化得到反应的过渡态,并进行了振动分析确认.计算结果表明:硅烯在C₆₀的66键上的加成反应分两步,第一步反应物生成中间配合物,无势垒;第二步由中间配合物经过渡态变为产物.65键上的加成反应分三步,第一步由反应物生成中间配合物,第二步由中间配合物经过渡态I得到闭环结构的中间体,第三步由中间体经过渡态Ⅱ形成产物.66键加成反应的活化势垒较低,从反应机理和动力学角度解释了66键加成优于65键加成的原因.     

浅谈富勒烯C60、C70发现的偶然性与必然性

1985年英国萨塞克斯大学(University of Sussex)的波谱学家H.W.Kroto与美国莱斯大学(Rice University)两名教授R.E.Smalley和R.F.Curl合作研究,发现碳元素可以形成由60个或70个碳原子构成的有笼状结构的C60和C70分子[1],这一发现引起科学界特别是物理学和化学界的强烈反响,成为本世纪后半叶的重大科学发现之一.11年后,三位科学家因为发现C60并提出其分子结构模型而荣获1996年诺贝尔化学奖.回顾C60的发现过程,应当承认,确有偶然性的一面,但从人类的认识规律和科学技术发展背景分析,C60的发现又有着历史的必然性.     

晶体C60的相对稳定性

C_(60)分子的空心球状结构假设已为各种光谱手段及扫描电镜技术所证实。但是,由于难以制备长程有序的C_(60)单晶,人们至今未能测得其键长、键角等结构参数。C_(60)单晶制备技术上的巨大困难显然与C_(60)分子间微弱的范德华力及其自身的高速旋转和空间阻碍有关。本工作旨在建立C_(60)分子间相互作用     

C59XH(X=N,B)自由基加成区域选择性的理论研究

用半经验的AMl方法,对C59XHCl2n(X=N,B;n=1～2)和C60H2Cl2n(n=1～2)的异构体进行几何构型全优化和振动频率计算,结合密度泛函B3LYP／6—31G^*单点能计算确定各异构体的相对稳定性．对比C59XH(X=N,B)和C60H2的H2加成方式,计算结果表明H2或Cl2加在碳笼官能化部分的邻近位置在能量上都是有利的：C59NH和C59BH自由基多加成物区域选择性的差别可归因于N原子和B原子电子性质的不同;立体效应是导致H2和Cl2加成方式不同的主要原因．     

Ar离子束作用下C60薄膜的结构稳定性研究

利用XPS和AES研究了在Ar离子束作用下C60薄膜的分子结构的稳定性．研究发现C60分子与Ar离子束作用后，C1s结合能从284．7eV逐步下降到284．4eV，CKLL俄歇动能从270．0eV增加到271．3eV．并且C60薄膜在与氩离子束作用后，其C60分子结构特征的C1s携上峰及价带峰均消失．表明Ar离子束可以促使C60分子的C＝C双键断裂，离域π键消失，C60分子分解为单质碳．C＝C双键断裂过程与离子束的能量和辐照时间有一定的函数关系．     

富勒烯[60]的光化学反应研究

从光物理出发,综述了近几年富勒烯「６０」的光化学反应研究进展。Ｃ６０能发生诸多的光化学反应：（１）光氧化;（２）光氢化还原;（３）「２＋２」光环化加成;（４）与叔胺的光加成;（５）与氨基酸的光加成;（６）与金属有机化合物的光加成。     

Theoretical Study of the C_(60)O_3 Isomers

WiththepreparationandisolationofC,,O.'moreandmoreattentionwaspaidtotheirstructuresandpropertiest').WooddetectedC,,O.firstwhentheypreparedC,,byvaporizinggraphite").Fromthenon,thelaboratoriesallovertheworldhavepreparedC6,O.byvariousmethodssuchasPhotoxidationt2-4),Electrochemicaloxi-dation[si,Ozonizationt7.83andChemicaladditiont6'12-14iandsoon.Accordingtothefollow-uptheoreticalstudiesforC,,O.,itisindicatedthattherearetwoisomersofC,,O:eithertheoxygenatomislocatedoverthe6/6bondtogeneratethe6/…     

高压下C60晶体玻璃化行为的理论研究

通过构造C_(60)分子间的相互作用，研究了在不同压力下C_(60)晶体中的取向有序结构．利用计算出来的两个取向之间的能量差和相隔势驿，研究了热平衡时取向占有几率和玻璃化转变温度的压力相关性．结果与实验符合．     

C40H2各种可能异构体稳定性的理论研究

采用AM1和PM3两种半经验方法,对D_5d对称性的C₄₀及C₄₀H₂所有可能异构体的几何构型进行了非限制对称性全优化,得到51种稳定异构体,在此基础上研究了氢的加成反应规律及本体C₄₀和最稳定及最不稳定C₄₀H₂异构体的红外光谱,讨论了影响C₄₀(D_5d)氢加成异构体稳定性及加成位置选择性的三种主要因素:(1)C₄₀本体几何结构;(2)共轭效应;(3)电荷分布影响.     

C60与甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备及光电导性能的研究

通过自由基聚合的方法制备了一系列甲基丙烯酸甲酯和C₆₀的共聚物,实验结果表明,增加引发剂的含量可以大大提高共聚物的产率。用元素分析、GPC和DSC等方法对共聚物进行表征。首次尝试研究了不含导电高分子的C₆₀共聚物体系的光电导性能,结果表明,该类共聚物光电导性能良好。     

C60,C70与过氧苯甲酰反应的动力学研究

Ｃ_（６０）、Ｃ_（７０）与过氧苯甲酰反应的动力学研究胡波，薛万华，张法义，尚振锋，马克勤，臧雅茹，赵学庄（南开大学化学系，天津，３０００７１）关键词Ｃ_（６０），Ｃ_（７０），动力学Ｋｒａｔｓｃｈｍｅｒ等人［１］的发现使制备宏观量的Ｃ（６０）和Ｃ（７０...     

C60CH2结构和电子光谱的理论研究

用ＩＮＤＯ系列方法研究Ｃ６０ＣＨ２的两种结构，ＣＨ２加在两个六元环之间的键上为Ｃ２０构型，ＣＨ２加在一个五元环和一个六元环之间的键上为Ｃ５构型，计算表明，从总能量和ＬＵＭＯ－ＨＯＭＯ能级差看，Ｃ６０ＣＨ２的稳定结构应是Ｃ２０构型，该Ｃ２０异构体有类环丙结构（Ｃ１５－Ｃ３０桥键键长为０．１５５６ｎｍ，键序等于０．８６６３），其电子光谱计算结果与实验值符合较好。     

N@C60的结构和振动光谱的理论研究

用abinitio分子轨道UnrestrictedHartree-Fock(UHF)方法,对N@C₆₀的几何构型进行了全优化.计算结果表明,N基本上以原子的形式存在于笼中,但N原子与碳笼之间存在一定的相互作用,这与实验结果相符.进一步计算了N@C₆₀的振动光谱,并与C₆₀进行了比较分析.     

Theoretical Studies on Stabilities of C26BN Isomers

The possible stable stractures of substituted fullerene C26BN formed on the initial C28 cage with Td symmetry have been systematically studied on UHF/3-21g level with constrained syrnmetry(Cs or C1, the charge and multiplicity of all the isomers are zero and five, respectively.The geometry optimization and the vibrational frequencies analysis were performed on the same level with constrained symmetry(Cs or C1. The results show that the most stable isomer of C26BN is formed by boron and nitrogen atoms doping at 5,2-sites.     

C60加成反应的理论研究

用AM1方法研究了C₆₀与醌并二烯加成反应的机理,并对反应的过渡态及加成产物的构型进行了优化.研究发现,醌并二烯与C₆₀的加成是协同进行的,反应的活化能较低;而氧取代的醌并二烯与C₆₀的加成是协同进行但不同步,反应的活化能较高.前线轨道理论的研究表明反应是由亲二烯体C₆₀的LUMO控制的.