尿嘧啶及其5位取代物分子的指纹区间的非谐性振动特征

在B3LYP/6-311++G~(**)水平上利用振动二阶微扰理论对2-吡啶酮,尿嘧啶及其5-取代物:5-溴-尿嘧啶、5-氯-尿嘧啶、5-氟-尿嘧啶、5-三氟甲基-尿嘧啶、5-腈-尿嘧啶、5-羟基-尿嘧啶(排斥式和氢键式)、胸腺嘧啶分子做了非谐性计算,研究这些分子在1 600~1 850 cm-1指纹区间振动模式的非谐性频率,非谐性常数与取代基影响的关系,并计算了费米共振峰,用振动激子模型模拟了耦合常数.和2-吡啶酮中的C=O和C=C伸缩振动相比,不同的5位取代基引起嘧啶分子中C=O跃迁偶极矩波动,取代基的电负性使C=C伸缩的跃迁偶极矩增加,并使得嘧啶分子中C=O和C=C伸缩振动之间的相互作用值改变显著,跃迁偶极耦合常数值和跃迁振动电子立方密度充分说明电子相互作用对模式间的耦合起着关键作用.     

气相和水溶液中铀酰配合物UO2L2-n*an(L=F-,CO2-3,NO-3;n=0-6, a=1,2)的结构和振动光谱

通过对铀采用相对赝势基组,其它原子使用6-31+G(d)基组,应用密度泛函理论(DFT)以及B3LYP方法对UO2+2离子与F-、CO2-3和NO-3的各配位结构进行优化和频率计算.计算考虑了气相和水溶剂化两种状态,其中溶剂化模型采用连续导体介质理论模型(CPCM).计算结果显示配体的配位数与O=U=O对称伸缩振动频率存在线性关系.配体在气相和水溶液中存在的关系基本符合通式:vs=-Agasn+983和vs=-Aagn+821(Agas和Aaq为常数,表示每增加一个配体振动频率的变化值;n为配体配位数).其中F对应Agas=53 cm-1,Aaq=11 cm-1;CO2-3对应Agas=85 cm-1,Aaq=19 cm-1;NO-3对应Agas=48 cm-1,Aaq=-10 cm-1.并且Aaq值与实验值一致.     

气相和水溶液中铀酰配合物UO2L 2-n*an (L=F-, CO2-3, NO-3; n=0-6, a=1, 2)的结构和振动光谱

通过对铀采用相对赝势基组, 其它原子使用6-31+G(d)基组, 应用密度泛函理论(DFT)以及B3LYP方法对UO2+2离子与F-、CO2-3和NO-3的各配位结构进行优化和频率计算. 计算考虑了气相和水溶剂化两种状态, 其中溶剂化模型采用连续导体介质理论模型(CPCM). 计算结果显示配体的配位数与O=U=O对称伸缩振动频率存在线性关系. 配体在气相和水溶液中存在的关系基本符合通式: νs=-Agasn+983和νs=-Aaqn+821(Agas 和Aaq为常数, 表示每增加一个配体振动频率的变化值; n为配体配位数). 其中F-对应Agas=53 cm-1, Aaq=11 cm-1; CO2-3对应Agas=85 cm-1, Aaq=19 cm-1; NO-3对应Agas=48 cm-1, Aaq=-10 cm-1. 并且Aaq值与实验值一致.     

环脲硝胺化合物的性能和电子结构之间的关系II. 水解安定性

环脲硝胺单质炸药具有密度大、能量高、爆速快等优点,但容易水解。水解安定性如何成为它们能否被实际应用或广泛应用的关键问题。文献[1]和[2]实测了系列该类化合物的水解速度常数,并从分子结构和理论有机传统观点分析了它们水解安定性的递变原因,推测了它们的水解机理.为从电子微观层次上研究该类化合物结构与性能之间的规律联系,我们用SCF-CNDO/2全价电子半经验方法进行计算,找到它们的羰基伸缩振动频率与计算参量之间的线性关系。考虑到计算结果对构型、构象的敏感依赖关系,所以将11个文献物分为具单、双和三环三类进行了仔细的优化计算,发现其水解安定性与分子中羰基C上正电荷有关,且受空间位阻效应影响很大。     

气相和水溶液中铀酰配合物UO2Ln^2-n＊a（L=F^-,CO3^2-,NO3^-;n=0-6,a=1,2）的结构和振动光谱

通过对铀采用相对赝势基组,其它原子使用6-31＋G（d）基组,应用密度泛函理论（DFT）以及B3LYP方法对UO22＋离子与F-、CO23-和NO-3的各配位结构进行优化和频率计算.计算考虑了气相和水溶剂化两种状态,其中溶剂化模型采用连续导体介质理论模型（CPCM）.计算结果显示配体的配位数与O襒U襒O对称伸缩振动频率存在线性关系.配体在气相和水溶液中存在的关系基本符合通式：νs=-Agasn＋983和νs=-Aaqn＋821（Agas和Aaq为常数,表示每增加一个配体振动频率的变化值;n为配体配位数）.其中F-对应Agas=53cm^-1,Aaq=11cm^-1;CO230-对应Agas=85cm^-1,Aaq=19cm^-1;NO-3对应Agas=48cm^-1,Aaq=-10cm^-1.并且Aaq值与实验值一致.     

烷基极化效应与X=O键伸缩振动频率

烷基取代物R'X=O的X=O键伸缩振动频率ν与烷基R的极化效应指PEI(R)的关系可表示为:ν=a+bPEI(R)。研究结果表明,烷基的极化效应使X=O键的伸缩振动频率降低。     

XH伸缩泛频与其键长、键角的关系

本文从理论上首先得到了分子中X-H(X=N,C,O等)平衡键长与X-H伸缩泛频频移之间的关系式.利用此关系式讨论了杂环化合物,烷烃、氟化苯的X-H键长与泛频的经验线性关系式.另一方面,我们也得到了XH_2,XH_3,XH_4分子或分子基团的XH键角与泛频谱实验量(ω_e和藕合强度λ)之间的统一关系式.对一系列分子的XH键角计算表明计算结果与实验值十分吻合.同时,从这一关系式也能够计算XH键耦合力场的相对大小.     

核酸碱基的非谐性振动:Ⅲ,DNA叠加二聚体的一维和二维红外光谱

用量子化学计算方法研究了DNA碱基单体及其15个B型和2个G-四链体的叠加二聚体的非谐性振动光谱特征.研究发现,从碱基单体到二聚体,C=O伸缩模式之间的相互作用很强,表现在其非谐性振动频率和非谐性常数都发生了明显的改变,特别是在含碱基G的叠加体中.这些变化能在一维和二维红外光谱中很好地表现出来.利用振动模式的势能分布和非谐性常数的组成分析,讨论了叠加二聚体中C=O模式的离域化程度.     

C_3O_2分子结构和光谱的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G(d)和B3LYP/6-311G(2d)水平上,研究了C_3O_2分子的可能几何构型,并在6-31G(d)水平上计算了其中2种总能量最小的构型的振动频率,同时与实验观察值进行了比较, 计算结果当C_3O_2分子具有C2v对称性的W型弯曲结构（键角C－C－C和C－C－O分别为162.3°和178.8°）时,振动频率的计算值和实验观察值非常吻合。     

乙酰乙酸乙酯在重水和环己烷中的C=O和C=C伸缩振动模式的振动衰减动力学

作为典型的β-二羰基化合物和α,β-烯酮类化合物, 乙酰乙酸乙酯在溶液中以多结构存在. 在本文中, 我们利用飞秒中红外泵浦探测光谱技术, 研究了该化合物在重水和环己烷溶液中不同互变异构体的出现在波长6 μm(频率范围1600～1800 cm^-1)区域的C=O和C=C伸缩振动的振动动力学; 并结合稳态红外实验和量子化学计算, 分析了这些吸收峰的线型特征. 结果表明: 在重水中, 乙酰乙酸乙酯以酮式存在; 而在环己烷中以烯醇式和两种酮式共存. 分析稳态红外光谱可以看到, 烯醇式结构刚性, 其红外光谱线型主要表现为均匀增宽; 而酮式的线型则兼具均匀增宽和非均匀增宽. 而且, 即使在同一种溶剂中, 酮式和烯醇式的表观红外光谱线型也有不同. 通过泵浦探测实验获得了C=O和C=C伸缩振动衰减动力学和各向异性动力学. 重水中酮式的C=O的振动能量弛豫过程比其在环己烷中要快, 这可归因于乙酰乙酸乙酯与溶剂发生的分子间氢键作用. 此外, 烯醇式的C=O伸缩振动和一些振动模式(如COH面内弯曲)之间存在费米共振, 直接影响其快速衰减过程, 这也是造成其振动衰减动力学不同于酮式的原因. 各向异性动力学过程表明, 乙酰乙酸乙酯在重水中的转动速度比其在环己烷中要慢一些, 与它们不同的溶剂化情况有关. 此外, 各向异性动力学过程表现出量子拍频现象, 在酮式中尤为明显, 意味着相关振动模式存在相干激发.     

量子化学MNDO法中键强度的描述

1 前言以CNDO 法为基础建立的键函数方法,把量子化学的成键强度与传统的成键和非成键相互作用的有关项直接联系了起来.它对σ、π体系都能作定量描述,并且有旋转不变性,满足对称性要求,能很好地随键长变化反映键强度情况,并作了很好的尝试.按照同样原理,本文用理论上已作了许多改进的MNDO 法建立原子对作用能E_(AB)来量度成键强度.理论上可以证明,MNDO 法的原子     

The influence of substituents on the carbonyl stretching frequency; CNDO/2 force constant and localized orbital calculations

The influence of the substituents to the carbonyl group on the CO stretching frequency of organic carbonyl compounds was investigated by CNDO/2 calculation and analysis of the force constant and localized orbitals of the CO bond. The substituent-induced changes in the CO force constant could be split up in two additive contributions: an indirect, geometry-dependent influence and a direct, geometry-independent influence. From localized orbital calculations a relationship was found between the ionic characters of the carbonyl σ- and π-bonds and the CO bond length.     

Pt羰基簇合物在NaY内的合成机理

利用IR，EXAFS, ~(13)CO同位素交换反应及与NO作用等手段研究了Pt羰基簇合物[Pt_3(CO)_6]~(2-)_n(n＝3,4)在NaY分子筛超笼内的合成机理．在氧化样品Pt~(2+)/NaY上300－373 K的还愿羰基化过程中，首先Pt~(2+)与CO反应生成PtO(CO)物种(波数σ_(CO)＝2110 cm~(-1))，然后聚集成“Pt_3(CO)_6”(σ_(CO)＝2112，1896和1841 cm~(-1))，最后生成深绿色的Pt羰基簇合物Pt_(12)(CO)_(24)]~(2-)/NaY(σ_(CO)＝2080，1824 cm~(-1))．“Pt_3(CO)_6”的羰基在室温下能迅速地与~(13)CO发生交换，而[Pt_3(CO)_6]~(2-)_n(n＝3,4)的羰基与~(13)CO的同位素交换即使在343 K也进行得很慢，室温下，NO能逐步破坏Pt羰基簇合物的层间和层内Pt－Pt键，得到中间物种“Pt_3(CO)_6”和PtO(CO)，同时在气相产生CO_2和N_2O．而由上述两中间物种出发，300－353 K温度下，在CO气氛中的还原羰基化又能可逆地得到原羰基簇合物．     

簇合物(μ-SC6H5)(μ-P(SC6H5)2)Fe2(CO)6的合成和晶体结构

用Fe_3(CO)_(12)与亚磷酸三硫代苯酯P(SC_6H_5)_3反应得到标题化合物。P(SC_6H_5)_3以其裂解分子片SC_6H_5和P(SC_6H_5)_2配位。用X-ray衍射技术测定了该化合物的晶体结构, 晶体属正交晶系, 空间群为Pbca, a=1.7422(7), b=1.0634(6), c=2.898(12) nm; V=5.370 nm, z=8, D_c=1.579 g·cm~(-3)。由直接法和差值Fourier合成解出全部非氢原子坐标, 并用全矩阵最小二乘法修正, 最后偏离因子R=0.054, R_w=0.058, 分子结构中心的Fe_2SP折叠环沿S…P线或沿Fe—Fe键折叠的二面角(分别为76.1°和82°)比其它具有中心Fe_2S_2, Fe_2P_2和Fe_2SP折叠环的类似化合物中的相应值小, Fe—Fe键长为0.2572 nm, Fe—S(1)—Fe=68.6°, Fe—P—Fe=70.7°。     

SF6在低温Ar基体中的红外光谱研究

Infrared spectra of SF_6 trapped in cryogenic matrix of argon have been measured. Five peaks are observed at the frequencies of 938.51, 938.05, 937.55, 939.82 and 936.22 cm~(-1) for the v_3 mode. Varying the concentration of SF_6 in argon matrix and diffusion studies indicate that the 937.55 cm~(-1) peak is due to SF_6 aggregate and the others arise from monomer. The changes in relative intensities with annealing show that there are at least three different trapping sites for monomeric SF_6 in argon lattice. The result that the increase in intensity of the peak at 938.03 cm~(-1) parallels the decrease in that of the peak at 938.51 cm~(-1) implies a temperature-induced-change in the site population.     

合成气制乙醇Rh-Nb2O5/SiO2催化剂中的SMPI和助催剂作用本质的研究

使用负载型催化剂由合成气制乙醇是一碳化学研究的一个重要发展。本实验室前已报道用化学反应法检验出Rh-Nb_2O_5/SiO_2表面上除了铑位外同时还存在氧化铌位。本文为兰部分工作所组成: (1)进一步用氢还原过的Nb_2O_5/SiO_2催化乙炔聚合成聚乙炔的化学方法推断Rh-Nb_2O_5/SiO_2上可能存在着Nb—H键。(2)用FTIR法检测上述催化剂的红外光谱吸收带, 1740(w) cm~(-1)为V_(Rh-H), 1560 cm~(-1)(broad, m)、1269 cm~(-1)(s)为与Nb—H有关的吸收, 后者可能属于桥式Rh—H—Nb的吸收。(3)XPS检测出合成气处理的Rh-Nb_2O_5/SiO_2表面上存在Rh~0、Rh~Ⅰ、Nb~Ⅴ、Nb~Ⅳ和两种不同的沉积碳。根据这些结果, 提出活性中心可能为A(参见正文图3)简写为B(见图3), CO转化的主要途径是而后C—O还原断裂生成=CH_2***, 再与CO偶联为CH_2=C=O, 最后还原为乙醇或乙醛。根据实验结果对本体系催化剂中SMPI和助催剂作用的实质作了讨论。     

苯甲醛在离子液体中的电化学行为

应用线性扫描循环伏安法、方波循环伏安法和计时电量法测定苯甲醛在3种离子液体C4M IMBF4、C6M IMBF4和C8M IMBF4中的电化学行为.实验表明,在C4M IIVIBF4离子液体中苯甲醛于GC电极上的还原包含两个连续、不可逆单电子过程,对应的方波I~E曲线峰电位Ep为-1.39 V和-1.69 V,估算的扩散系数分别为D1=1.5×10-8cm2/s和D2=1.3×10-8cm2/s.而在C6M IMBF4和C8M IMBF4离子液体中,则苯甲醛于GC电极仅显示一个电流峰,这可能是因为C4M IMBF4的碱性较C6M IMBF4和C8M IMBF4弱的缘故;而电流的衰减时间亦依C4M IMBF4,C6M IMBF4,C8M IMBF4,次序增长,并会导致更慢的异相动力学过程.     

CoNi nanoparticles anchored inside carbon nanotube networks by transient heating:Low loading and high activity for oxygen reduction and evolution

Transitional metal alloy and compounds have been developed as the low cost and efficient bifunctional electrocatalysts for oxygen reduction reaction(ORR)and oxygen evolution reaction(OER).However,a high mass loading of these catalysts is commonly needed to achieve acceptable catalytic performance,which could cause such problems as battery weight gain,mass transport blocking,and catalyst loss.We report herein the preparation of fine CoNi nanoparticles(5-6 nm)anchored inside a nitrogendoped defective carbon nanotube network(CoNi@N-DCNT)by a transient Joule heating method.When utilized as an electrocatalyst for oxygen reduction and evolution in alkaline media,the CoNi@N-DCNT film catalyst with a very low mass loading of 0.06 mg cm^-2 showed excellent bifunctional catalytic performance.For ORR,the onset potential(Eonset)and the half-wave potential(E_1/2)were 0.92 V versus reversible hydrogen electrode(vs.RHE)and 0.83 V(vs.RHE),respectively.For OER,the potential at the current density(J)of 10 mA cm^-2(E₁₀)was 1.53 V,resulting in an overpotential of 300 mV much lower than that of the commercial RuO₂ catalyst(320 mV).The potential gap between E_1/2 and E₁₀ was as small as 0.7 V.Considering the low mass loading,the mass activity at E₁₀ reached at 123.2 A g^-1,much larger than that of the RuO₂ catalyst and literature results of transitional metal-based bifunctional catalysts.Moreover,the CoNi@N-DCNT film catalyst showed very good long-term stability during the ORR and OER test.The excellent bifunctional catalytic performance could be attributed to the synergistic effect of the bimetal alloy.     

[Co(H2O)4(NCS)2]·(18-C-6)配合物晶体的成键特性理论研究

[Co(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)是本文作者之一最近合成的新王冠醚配合物晶体。我们用CNDO/2方法计算了该配合物原子簇模型的电荷分布, Mulliken键级,电子态密度(DOS)等,研究其成键特性。结果表明, 该配合物中存在稳定的[Co(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)集团, 配合单元[Co(H_2O)_4(NCS)_2]采取四根强度不同的氢键与(18-C-6)相结合, 并较好地解释了实验结果。     

担载的Co2(CO)6(PBu3)2络合物的表面化学

红外光谱表明当Co_2(CO)_6(PBu_3)_2羰基络合物担载于不同的氧化物上后, 其羰基振动频带位置的波数顺序为: 络合物/SiO_2=络合物/TiO_2>络合物/Al_2O_3>络合物/ZrO_2。当这四种担载络合物在真空中加热脱羰基时, 以ZrO_2和Al_2O_3为载体者出现相当于桥式配位羰基的振动频带, 分别至300 ℃和200 ℃时羰基完全脱去。以TiO_2和SiO_2为载体者,基本没有出现桥羰基的频带, 而且在较低的温度下羰基即可脱去。紫外漫反射光谱表明担载络合物与担载前相比其表征Co-Co键和Co—Co配位键性质的特征带仍然存在, 脱羰基后出现相当于Co~(+2)或Co_3O_4的特征谱带。程序升温分解反应发现在H_2气氛中有表面加氢反应发生。