酚氧桥联铜钴异双核配合物的密度泛函研究

用密度泛函方法,在ROB3LYP/SDD//ROB3LYP/LanL2MB水平上,对酚氧桥联CuⅡ-CoⅡ异双核配合物CuCo(TS)(H2O),进行了理论计算.优化得到了它的单、三重态的平衡几何构型,计算了它们的谐振动频率.结果表明,该配合物分子的三重态比单重态稳定;电子自旋布居高度集中在Co(6)及其周围的配体原子上,而Cu（1）则没有发现电子自旋布居; 体系中存在较强的自旋离域效应.体系的前线分子轨道主要由Co(6)的d轨道和配体原子的p轨道组成,这有利于配体原子与Co(6)之间的电子转移.计算结果与实验符合得很好.     

单核Cu（H）配合物C18H12CuN402的密度泛函研究

用量子化学从头算方法，在R0B3LYP／LANL2MB水平上，对单核配合物C18H12CuN402进行了理论计算，优化得到了该配合物的平衡几何构型，并计算了它的谐振动频率．结果表明：该配合物分于是可以稳定存在的，电子自旋布居主要集中在Cu原于及配体原于上，Cu原于和配体原于的自旋布居符号相同，说明体系中存在较强的自旋离城效应．体系的前沿轨道主要由cu原于的d轨道和配体原于的p轨道组成，这种组成有利于配体与磁中心之间的电子转移．计算结果与实验符合得较好。     

吡唑/草酸根混合配位的非对称双核铜配合物磁性的理论研究

基于密度泛函理论结合对称性破损态方法,选择不同的泛函方法和基组研究吡唑/草酸根混合配位的非对称双核铜配合物的磁学性质。结果表明,在B3LYP/def2-TZVP水平计算的磁耦合常数为-127.24cm~(-1),与实验值-129cm~(-1)基本吻合,可准确描述吡唑/草酸根混合配位的非对称双核铜配合物的磁学性质。磁轨道和自旋布居分析表明,顺磁中心Cu(Ⅱ)与桥联配体草酸根离子间存在较强的轨道相互作用,其磁轨道主要由顺磁中心Cu(Ⅱ)的3d_x2_(-y)2轨道、桥联配体草酸根离子的π键组成,顺磁中心Cu(Ⅱ)主要是自旋离域机理。配合物磁性与结构关系的研究表明,随着结构参数τ的增加,顺磁中心HS态和BS态自旋密度的平方差和自然磁轨道间重叠积分的平方随之增大,反铁磁性相互作用的贡献增大,配合物磁耦合常数J值减小。     

草酸根桥联双核铜(Ⅱ)体系的磁耦合机理

应用密度泛函理论,采用对称性破损方法分析了草酸根桥联双核铜(Ⅱ)体系的磁耦合机理。在该双核体系中,两铜(Ⅱ)原子的自旋布居大小相等,符号相反,磁中心间的作用为反铁磁耦合。草酸根桥配体向磁中心的电子转移使得铜(Ⅱ)原子的自旋显著离域,这种离域有利于反铁磁耦合,草酸根桥配体中的碳原子上出现自旋极化。当铜(Ⅱ)原子的配位环境由平面四方形向四面体或四方锥变化时,反铁磁耦合的强度减弱。体系的沿前轨道主要由铜(Ⅱ)原子d轨道和配体原子p轨道构成,这种构成利于草酸根桥配体与磁中心之间的电子转移。     

羧酸桥对反铁磁性EO叠氮铜双核配合物磁性影响的理论研究

基于密度泛函理论结合对称性破损态(DFT-BS)方法,运用不同的密度泛函和基组对反铁磁性EO叠氮铜双核配合物[Cu2(dmpe)2(μ1,1-N3)2(CH3COO)]+的磁性质进行研究.结果显示,杂化泛函计算的结果与实验数据非常吻合,能够准确描述反铁磁性EO叠氮铜双核配合物的磁性质.磁轨道分析表明,配合物中存在3个磁通道(2个叠氮桥、1个羧酸桥),磁通道中N原子、O原子与顺磁中心二价铜离子间都存在p d轨道重叠,对体系反铁磁性耦合相互作用都有贡献.从自旋布居分布角度来看,该配合物中顺磁中心间主要是自旋离域作用.配合物中羧酸桥传递强反铁磁性相互作用,使得顺磁中心间磁轨道的重叠增加,体系的反铁磁性相互作用增强.     

[Ru(bpy)2(phen)]^2+主配体上双取代效应DFT法研究

对钌联吡啶菲咯啉配合物[Ru(bpy)2(phen)]^2+及其主配体(phen)上5,6-双取代衍生物,用密度泛函(DFT)法在B3LYP/LanL2DZ水平上进行理论计算研究。探讨供电子基团(OH)和拉电子基团(F)在主配体上的取代对配合物的电子结构及相关性质,如配合物前沿分子轨道的能量、组成、光谱性质、原子的净电荷布居及配位键长键角等的影响规律。计算结果表明,取代基对该系列取代衍生物的电子结构,特别是第一激发态的电子云分布影响较大,拉电子基团(F)能活化主配体,钝化辅助配体;而代电子基团(OH)则相反。无认是供电子基团(OH),还是拉电子基团(F)都导致取代衍生物的电子基谱带红移。此外,用基于极性交替规律及极性叠加概念的多系列箭头的图示方法对主配体上的原子净电荷布居的特征作了讨论。计算结果能较好地解释有关的实验现象与规律。     

铜(Ⅱ)氮氧自由基配合物铁磁耦合机理的理论研究

用密度泛函理论结合对称性破损态方法对氮氧双自由基以及铜(Ⅱ)-氮氧自由基配合物的磁耦合常数进行了计算.结果表明铜(Ⅱ)-氮氧自由基配合物为铁磁耦合.对配合物磁轨道进行了分析,表明体系的铁磁耦合作用主要来自于Cu离子的轨道与自由基的π^*轨道正交.自旋密度分布分析显示:在氮氧自由基与金属铜两个自旋耦合片的自旋耦合主要来自于中心Cu离子的轨道电子向氮氧自由基上的π^*轨道的电子转移,这一电子特征的变化引起的自旋离域在Cu离子和氮氧自由基片的铁磁耦合中起到了重要的作用.     

叠氮/吡啶苯甲酸氮氧化物共配叠氮铜配合物磁学性质理论研究

基于DFT-BS方法,采用不同泛函和基组研究了叠氮/吡啶苯甲酸氮氧化物共配叠氮铜配合物[Cu（4,3-opybz）(μ-N₃)]_n的磁学性质.结果表明,在B3P86/TZVP水平下计算的磁耦合常数(48.20 cm^-1)与实验值(49.70 cm^-1)最吻合,可准确描述其磁学性质.磁轨道分析表明,Cu（Ⅱ）离子的未成对电子主要集中在3d_x²-y²轨道上.顺磁中心与桥联配体间存在强轨道相互作用,其磁轨道主要来源于顺磁中心Cu（1）和Cu（2）的3d_x²-y²轨道、吡啶苯甲酸氮氧化物桥联配体羧酸根离子的离域π键和叠氮配体的p轨道.顺磁中心Cu（Ⅱ）主要是自旋离域机理,顺磁中心的自旋离域作用使得与其配位的原子获得了少量的自旋电子.     

茂金属配合物[(eat5-C5H4R)Mo(CO)3 ]2(R: SiMe3 ,Si2Me5)的电子结构研究

运用G98W,采用Lanl2dz基组,对茂金属配合物[(eat5-C5H4R)Mo(CO)3]2 (R: SiMe3, Si2Me5)进行从头算研究,探讨配合物结构单元的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷布居规律,以及一些前沿分子轨道的组成特征等,结果表明,标题配合物结构在能量上是稳定的,作为结构单元而存在.     

茂金属配合物[2,5-(Me3Si)2MeC5H2FeI(CO)2]的电子结构研究

运用G98W程序，采用Lan12dz基组，对茂金属配合物[2,4-(Me3Si)2MeC5H2F3I(CO)2]进行从头算研究，探讨了配合物结构单元的稳定性，分子轨道能量，原子净电荷布居规律，以及一些前线分子轨道组成特征等，结果表明，标题配合物在能量上可作为结构单元而稳定存在，该结构单元为茂金属配合物的合成，分子组装分析和催化活性研究提供理论依据。     

高温自旋交叉配合物Fe(mtt)2(NCS)2*2.5H2O的合成和磁性研究

自旋交叉配合物的研究是分子磁化学中的一个重要领域,已引起人们的普遍关注.近期我们设计、制备了配体2-methyl-1,4,8,9-tetraaza-triphenylene (mtt),并以此配体合成了一个新的高温自旋交叉配合物[Fe(mtt)2(NCS)2]*2.5H2O.通过元素分析、核磁共振、红外光谱、电喷雾质谱和紫外光谱等方法对该配体和配合物进行了表征.变温磁化率研究发现该配合物的自旋转换温度为Tc↑=347 K, Tc↓=343 K,回滞宽度4 K,是体系[Fe(L)2(NCS)2]中自旋转换温度最高的.与同体系其它配合物比较,发现配体的修饰对自旋交叉临界温度以及回滞宽度都有显著影响.     

氧桥联GdNi双核配合物磁性与结构关系理论研究

基于密度泛函理论结合对称性破损态方法(DFT-BS),相对论效应选择DKH2,运用不同的密度泛函和基组对GdNi双核配合物[Ni(3-MeOsaltn)(MeOH)(ac)Gd(hfac)_2]的磁性质进行研究。结果显示,B3LYP泛函计算的结果与实验数据非常吻合,能够准确描述Gd Ni双核配合物的磁性质。磁轨道和自旋布居分析表明,顺磁中心Gd~Ⅲ主要是自旋极化作用,顺磁中心Ni~Ⅱ主要是自旋离域作用。顺磁中心Gd~Ⅲ、Ni~Ⅱ与桥联氧原子之间存在较强的轨道相互作用。磁轨道主要由顺磁中心Ni~Ⅱ的3dz2和3dx2-y2轨道、酚氧桥联配体中氧原子的2pz轨道、醋酸桥中氧原子的2pz轨道和顺磁中心Gd~Ⅲ的4fxyz、4fz2x轨道组成。随着Gd-O-Ni键角的增大,顺磁中心HS态和BS态自旋密度的平方差随之减小,反铁磁性相互作用的贡献减小,配合物磁耦合常数增大。     

常温自旋交叉配合物[Fe(dpp)(Mepy)2(NCS)2]的合成与磁性

设计制备了一种新的常温自旋交叉配合物[Fe(dpp)(Mepy)2(NCS)2]. 通过元素分析、红外光谱、电喷雾质谱和紫外光谱等测试技术对该配合物进行了结构表征. 变温磁化率研究发现,该配合物的自旋转换温度Tc=330 K. 通过与同体系其它配合物的比较发现,配体的修饰对自旋交叉临界温度以及回滞宽度均有显著影响.     

氧桥联稀土钆双核配合物磁学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论结合对称性破损态方法,选用氧桥联稀土钆双核配合物为研究对象,通过与实验值比较,探讨了不同泛函与基组对计算磁耦合常数的影响.结果表明,在B3LYP/TZV水平下(Gd为SARC-TZV),相对论效应采用DHK2方法,计算结果与实验测量值-0.022 5cm~(-1)最接近.不同体系测试结果显示,可在该水平下预测新合成稀土钆双核配合物的磁学性质.Mulliken自旋密度分析可知磁中心Gd以自旋极化为主.键级分析表明,2个磁中心之间的磁耦合作用通过桥联氧原子的超交换作用实现.分子磁轨道分析显示2个磁中心间存在较强的轨道相互作用,其磁轨道主要是由钆原子的4f_z~3,4f_z~2_x轨道和桥联氧原子的2pz轨道组成.     

D-甘露糖肟混价铜(Ⅰ/Ⅱ)配合物的合成与配位机理

合成了D-甘露糖肟的混价四核铜配合物,通过元素分析、红外光谱、热分析和X射线光电子能谱等技术对配合物进行了表征及结构分析。结果表明,配合物分子中包含2个Cu(Ⅱ)原子和2个Cu(Ⅰ)原子,其中1个Cu(Ⅱ)与2分子配体肟基的2个N原子和2个羟基O原子配位,另1个Cu(Ⅱ)与1分子配体上的1个羟基O原子和1个解离羟基O-配位,与另1分子配体的1个羟基O原子和肟基的1个N原子配位,每个Cu(Ⅰ)与2个糖肟骨架上的2个羟基O原子和1个OH-配位,4个铜离子通过3个去质子化的配体桥连成链。OH-的加入是配合物形成的关键。     

过渡金属-双硫分子配合物的理论研究

采用密度泛函方法, 对一系列过渡金属-双硫分子配合物的结构和相关性质进行了理论计算研究, 讨论了中心金属原子、配体等结构修饰对分子性质的影响. 计算结果表明, 过渡金属双硫分子配合物的HOMO和LUMO轨道主要由其配体轨道组成, 且其能隙很小; 中心金属原子和配体中一些基团的改变对分子配合物构型的影响很小, 而且HOMO-LUMO能隙变化不大. 配合物的氧化主要表现在配体部分, 氧化过程对调控HOMO-LUMO能隙具有十分重要的作用.     

N(1)取代5-氟尿嘧啶乙酸、5-氟尿嘧啶丙酸与Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的配合物的合成及表征

合成了N(1)取代5-氟尿嘧啶乙酸、5-氟尿嘧啶丙酸与铜(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)和锰(Ⅱ)的十种金属配合物。通过元素分析、差热-热重分析确定了它们的化学组成,并对这些化合物进行了红外光谱、氢核磁共振谱,电子光谱的表征。讨论了各配合物中金属离子与配体的配位状态。在Cu(Ⅱ)配合物中,Cu(Ⅱ)是与配体的N~3原子和C~4上的羰基氧原子配位,其他金属配合物中,金属离子是与配体的C~2的羰基氧原子和羧基配位。     

折叠型双银配合物电子结构与相关性质

在密度泛函B3LYP/LanL2DZ的水平上,对具有π-π弱相互作用调控的折叠型银配合物Ag₂(MPTQ)₂²⁺进行计算研究。探讨该配合物的电子结构、成键特征、π-π弱相互作用机理、电荷布居及其相关性质。计算结果表明,Ag…Ag之间存在弱的直接相互作用,HOMO主要布居在配体中芳香环的σ-p轨道、S的σ-p轨道及与S相连的C12的S轨道上,LUMO主要布居在配体中芳香环的π^*-p轨道上,基态电子光谱主要是配体中的n→π^*跃迁产生的电荷转移光谱。论文还讨论了分子间π-π弱相互作用的本质及活性部位等。计算结果能较好地解释实验现象与规律。     

双β-二酮配体配位性的理论研究

基于自洽反应场(SCRF)中的极化连续介质模型(PCM), 采用密度泛函理论B3LYP/6-31G**计算了以二硫醚和芳环为桥基的两类双β-二酮配体的空间构型和电子结构, 结合其配合物晶体结构数据, 研究配体分子电子结构与配位性的关联性. 结果表明, 配体分子的几何构型、前线轨道、偶极矩和电荷布居, 与配合物构型、活性配位原子和配位形式(单核或多核、分子内或分子间)之间的关联性与一致性十分有意义. 配体的理论计算研究可以在一定层次上为配合物几何结构特征和配位特性提供合理的分析与预测.     

甲酸根桥联双核铜配合物磁学性质理论研究

基于DFT-BS方法,选择不同的泛函方法和基组,研究anti,anti甲酸桥联双核铜配合物的磁学性质.结果表明,在B3P86/TZV水平计算得到顺磁中心Cu(Ⅱ)离子间磁耦合常数为-55.63 cm^-1,与实验值-55.60 cm^-1最接近,可准确描述甲酸桥联双核铜配合物的磁学性质.顺磁中心Cu(Ⅱ)与甲酸根桥联配体间有较强的轨道作用,其磁轨道主要来源于Cu(Ⅱ)离子的3dyz轨道、桥联配体甲酸根离子的离域π键,顺磁中心Cu(Ⅱ)离子为自旋离域机理.在不同桥联模式的甲酸桥联双核铜配合物中,随顺磁中心Cu(1)自旋密度增加,Cu(Ⅱ)离子间的反铁磁性贡献逐渐增加,其磁耦合常数J值逐渐减小.