CaNiN能带结构及其磁性与构型畸变关系的密度泛函 研究

采用密度泛函方法研究了CaNiN的电子结构及其金属性和磁性,结果表明,由于弱的空间偶合作用,该化合物中一唯(1D)NiN^2-链的能带结构(Γ→X)集中反映了CaNiN的二维(2D)以及三维(3D)能带的主要特征,其能带结构揭示了CaNiN的金属性和磁性的本质,将1DNiN^2-链的结果与[MX](M=Pt,Pd,Ni;X=Cl,Br,I)对比,阐述了畸变发生的本质在于空间轨道能量的降低与核间排斥能及电子相互作用能的升高竞争的结果,发现后者占优势则不发生畸变,畸变越小越有利于材料具有顺磁性。     

双钙钛矿Sr2-xLaxCrReO6的电子结构和磁性

采用密度泛函理论(DFT)在广义梯度近似(GGA)下的平面波超软赝势法, 研究了Sr2-xLaxCrReO6(x=0, 0.25, 0.5, 1)的晶体结构、电子结构和磁性. 通过几何结构优化, 得到了材料的晶格常数、电子和自旋分布以及磁矩的大小. 分析了La电子掺杂对Sr2CrReO6材料结构的影响, 发现当La掺杂浓度较小(x<1)时, Sr2-xLaxCrReO6仍保持半金属特性, 但刚好在费米面以下自旋向上的电子密度逐渐增大, 自旋向下能带的带隙增加, 总磁矩减小; 当掺杂浓度较大(x=1)时, Sr2-xLaxCrReO6从具有亚铁磁半金属性转化为铁磁金属性.     

单硼五元杂环配体(C~4BH~5)过渡金属夹心高聚物的理论研究

用一维自洽场晶体轨道法探讨了过渡金属夹心高聚物[(C~4BH~5)M]~n(M=Cr,Mn,Fe,Co,Ni)的一维链结构和电子结构.计算表明,堆积单元(C~4BH~5)M中价电子数为奇数的高聚物结构会发生Peierls畸变,而价电子数为偶数的将取规则结构,由能带结构得到, [(C~4BH~5)Mn]~n的前线能带出现交叉,可能会发生进一步的结构畸变,但也有可能保持非满状态,成为异体.[(C~4BH~5)Ni]~n可能是不稳定的.其余三个高聚物为半导体或绝缘体,这系列高聚物电荷载流子通路主要依赖于金属d轨道重叠.     

NbX(X=C,N,O)的能带结构研究

本文采用EHT近似下的紧束缚能带方法,计算了NbX(X=C,N,O)的能带结构。结果表明,它们的能带结构相近,Nb—X间存在较强的成键作用,传导电子主要具有Nb的4d特征,Nb—Nb键与超导电性相关,从C到N,Nb—Nb键共价性削弱,Tc提高。尽管计算所得NbO中Nb—Nb键强度介于NbC和NbN之间,但其实际Tc却比NbC和NbN的都低,这是NbO的空位效应所致,这一结果可从我们对有序缺陷的Nb_(0.75)O_(0.75)晶体能带结构的计算得到验证。     

链状结构IVB和VB金属硫属化合物的结构化学

总结了我们此前开展链状结构前过渡金属硫属化合物结构研究的结果。按照结构特征 ,分类讨论了 1 2个链状化合物的晶体结构、电子结构和物性。化合物M4O (Te2 ) 4I4Te(M =Ti,Ta)具有绝缘体性质 ,其结构由M4OTe10 I4氧心四核簇通过共用Te原子连接而成的 [M4OTe9I4]链组成 ;化合物 (MQ4) nG(M =Nb ,Ta;Q =Se,Te ;G =I,In ,Sb)具有半导体性质 ,其结构由 [M (Q2 ) 2 ]1∞ 链组成 ,链间插入G原子 ;化合物 (MTe4) nIn -2 (TaI6 ) (M =Nb ,Ta;n =4、6 )的结构由 [M (Te2 ) 2 ]1∞ 链、分立的TaI6基团和I原子组成 ,它们具有良好的导电性。     

电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带的电子结构和磁特性

采用密度泛函理论(DFT)方法,在LDA+U水平下详细研究了电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带(NA8-ZnONRs)的电子结构和磁特性。对体系的电子结构和磁性进行详细的计算,结果表明：本征扶手型氧化锌纳米带(A8-ZnONRs)是无磁性P型半导体。氮钝化后NA8-ZnONRs具有铁磁金属性,其磁性主要来源于N2p轨道(2.56μ_B)和O2p轨道(0.69μ_B)电子的自旋极化,总磁矩为3.21μ_B。NA8-ZnONRs体系对X方向电场有较强的响应,通过调节X方向电场的幅度,可以有效调节体系的磁矩。在X方向电场作用下体系仍具有铁磁金属性,磁性也主要来源于N2p和O2p轨道电子的自旋极化。施加X方向应力作用后,体系仍表现为铁磁金属性。与NA8-ZnONRs纳米带磁矩相比,体系的总磁矩均发生了较大幅度的增长,表明体系对应力作用具有较明显的相应。但随着应力幅度的调节,总磁矩的变化较平坦。表明施加应力可以有效调节体系的磁矩,但在较小应力范围内,体系对应力变化的相应不明显。     

Nb_3X_4(X=S,Se,Te)的能带结构研究

固相过渡金属原子簇化合物Nb_3X_4(X=S,Se,Te)在低温下出现超导行为,且从S到Te,Nb_3X_4的超导转变温度Tc呈下降趋势。本文采用EHT近似下的紧束缚能带方法,计算了Nb_3X_4的能带结构。讨论其电子结构与超导电性的关系,并从化学键的观点出发对其Tc的递变加以解释。此外,本文还给出了Nb金属晶体的能带结构。     

基于顺丁烯二酸和N,N螯合配体构筑的两个新型三维氢键型超分子体系: 结构、磁性质与理论化学研究

通过调变辅助配体,设计合成了两个新的Cu(II)化合物Cu(mal)(tap)(H2O)]n(1) 和 [Cu2(mal)2(bpym)2(H2O)2]·2H2O(2) (其中H2mal =顺丁烯二酸, tap=1,4,5,8-四氮杂菲,bpym=2,2′-联嘧啶),并用X-射线单晶衍射技术对其进行了结构表征。化合物1是一维弓背状配位聚合链通过氢键和π–π 堆积作用拓展形成的三维超分子体系;化合物2 展现一个具有六连接α-Po(46)拓扑的3D→3D二重穿插结构。此外根据晶体结构,利用Gaussian 03W中的DFT方法对化合物1和2进行几何构型优化,同时,用DFT-BS方法研究了两个化合物的磁性,结果表明计算结果与实验结果吻合,它们均具有弱的反铁磁相互作用。     

三个双肼桥连金属配合物的合成,结构和磁性（英文）

采用水热合成方法得到3个新的双肼桥连过渡金属化合物:[M(N2H4)2Cl2]n(M=Mn(1),Ni(2)),{[Co1.5(N2H4)3PO4(H_2O)]·H_2O}n(3),用单晶X射线衍射方法对其晶体结构进行表征。化合物1是以2个肼分子桥联金属Mn和Ni形成1D链状结构,而粉末XRD显示1与2是同构的。化合物3是以2个肼分子桥联金属Co形成1D链,不同的1D链再通过磷酸根PO43-进一步堆积形成3D结构。磁性测试表明肼桥在磁性中心之间传递反铁磁耦合作用。     

MTDTPY.TCNQ及MTDTPY.CHL电荷转移复合物晶体的电子能带结构 及其与导电性能 关系的研究

用紧束缚近似的EHMO方法对α-MTDTPY·TCNQ(1)、β-MTDTPY·TCNQ(2)及MTDTPY·CHL(3)三种电荷转移复合物晶体的电子能带进行了计算.在1中,电子施体(D)分子MTDTPY及受体(A)分子TCNQ形成交替重叠的一维分子柱(M),柱间无净电荷转移.能隙.E_G=0.15 eV,载流子的产生主要来自热激发.在2及3中,电子施体(D)MTDTPY及受体(A)TCNQ及CHL分子分别形成相对独立的D及A一维分子柱,载流子的产生主要来自柱间的电荷转移.由电子能带结构及关于载流子迁移的Frohlich-Sewell公式,得出上述三种晶体的室温电导率之比为σ_1∶σ_2∶σ_3=3.72×10~(-10)∶1∶1.15,与实验事实基本一致.关于各分子柱对σ的贡献,2中D柱∶A柱～10~3∶1;3中D柱∶A柱～2∶1.根据计算结果,本文还对载流子的迁移机理进行了讨论.     

含有平面六配位碳的第二及第三过渡系金属夹心配合物密度泛函理论研究

采用密度泛函方法研究了含有平面六配位碳(PhC)和平面六配位氮(PhN)的第二和第三过渡系金属夹心化合物(B6X)2M(X＝C, N; M=Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt)的几何结构和电子性质. 具有6个π电子的B6C2-及B6N- 结构单元体是ⅧB 族过渡金属的良好配体, 它们与过渡金属中心M形成符合18 电子规则的交错型夹心化合物D6d(B6X)2M, 其中PhC(或 PhN) 与M共线, 形成体系的六重对称轴. 具有近似单位负电荷的非金属中心X满足八隅律规则, 其Wiberg键级约为WBIPhC≈4 及WBIPhN≈3.     

[(C_6H_5NO_2)Pr(H_2O)_4](CrMo_6O_(24)H_6)·(C_6H_5NO_2)·2.5H_2O的合成与晶体结构

用常规合成方法制备了基于Anderson结构阴离子的二维层状化合物[(C6H5NO2)2Pr(H2O)4](CrMo6O24H6)·2.5H2O,通过红外光谱和X射线单晶衍射对其进行了表征.结果表明,该化合物属于单斜晶系,C2/c空间群.a=2.3442(9)nm,b=1.3291(5)nm,c=2.458(1)nm,β=103.08(1)°,V=7.460(5)nm3,R1=0.0727,wR2=0.1903.结构分析表明,[CrMo6O24H6]3-阴离子通过端氧担载一个配位的Pr3+离子形成中性的(C6H5NO2)Pr(H2O)4(CrMo6O24H6)基团,相邻的中性基团在Ot—Pr—Ot桥联下形成一维链,链与链又通过异烟酸的桥联形成二维层状结构.     

超分子化合物(bipyH2)2(H2P2Mo5O23)·H2O的水热合成、晶体结构和性质

在水热条件下合成了新型超分子化合物(bipyH2)2(H2P2Mo5O23)*H2O, 对其进行了红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱和循环伏安等分析表征. X射线单晶结构分析表明, 标题化合物属单斜晶系, P21/c空间群, 晶胞参数a=1.679 51(7) nm, b=1.151 93(4) nm, c=1.889 08(8) nm, β=108.335(1) °, V=3.469 2(2) nm3, Z=4, Dc=2.382 g/cm3, F(000)=2 408, μ=1.951 mm-1, R=0.024 4, Rw＝0.072 1. 标题化合物的杂多阴离子[P2Mo5O23]4-由5个MoO6畸变的八面体和2个PO4畸变四面体通过共顶点或共边组成; 5个Mo原子近似处于同一平面, 它们和2个P原子组成了一个畸变的五角双锥构型; 杂多阴离子与质子化的4,4′-bipy和水分子通过氢键连成无限二维网状结构, 形成超分子化合物.     

有机锡氧羧酸簇合物[PhCH_2Sn(O)(O_2CCH=CHAr)]_6的合成、表征和[PhCH_2Sn(O)(O_2CCH=CHPh)]_6的晶体结构

利用(PhCH_2)_3Sn]_2O与ArCH=CHCO_2H反应，合成6个新的[PhCH_2Sn(O) (O_2CCH=CHAr)]_6簇合物。通过元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射对其结构进 行了表征。用X射线单晶衍射测定了[PhCH_2Sn(O)(O_2CCH=CHPh)]_6的晶体结构， 结果表明，该簇合物为三斜晶系，空间群P1, a = 1.6771(3) nm, b = 1.8020(4) nm, c = 2.1073(4) nm, α = 108.111(3)°β = 103.614(3)°,γ = 104.679 (3)°,Z = 2, V = 5.5033(18) nm~3, D_c = 1.350 g/cm~3, μ = 1.396 mm~(-1) , F(000) = 2208, R = 0.0606, wR = 0.698。该化合物为鼓型簇状结构，锡原子 呈畸变的八面体构型。     

极性金属间化合物MgIn2的合成、晶体结构及能带特征

在惰性气氛氩气保护下,通过高温固相反应合成得到了一个二元极性金属间化合物MgIn2。经X-射线单晶衍射与元素分析等方法确定了其晶体结构。MgIn2属立方体系,空间群为Fd3m(No.227),晶体学参数a=0.956 13(16)nm,V=0.874 1(3)nm3,Z=8,R1=0.035 3,wR2=0.082 8。MgIn2属于CaAl2结构类型,其结构特征为[In4]四面体通过共用顶点In原子链接而成的三维框架结构,Mg原子填充在三维框架的空隙中。能带结构计算表明MgIn2属于金属性的化合物。     

MTDTPY.TCNQ及MTDTPY.CHL电荷转移复合物晶体的电子能带结构 及其与导电性能 关系的研究

用紧束缚近似的EHMO方法对αMTDTPY.TCNQ(1)、β-MTDTPY.TCNQ(2)及MTDTPY.CHL(3)三种电荷转移复合物晶体的电子能带进行了计算。在1中,电子施体(D)分子MTDTPY及受体(A)分子TCNQ形成交替重叠的一维分子柱(M),柱间无净电荷转移。能隙E~G=0.15eV,载流子的产生主要来自热激发。在2及3中,电子施体(D)MTDTPY及受体(A)TCNQ及CHL分子分别相对独立的D及A一维分子柱,载流子的产生主要来自柱间的电荷转移。由电子能带结构及关于载流子迁移的Frohlich-Sewell公式,得出上述三种晶体的室温电导率之比为σ1:σ2:σ3=3.75×10^-^1^0:1:1.15,与实验事实基本一致。关于各分子柱对σ的贡献,2中D柱:A柱～10^3:1;3中D柱:A柱～2:1。根据计算结果,本文还对载流子的迁移机理进行了讨论。     

低维金属固体化合物的能带结构及化学键研究──（Ⅰ）低维固体的离域d－pπ键与导电性

通过对一系列层状及链状金属化合物能带结构的计算和理论分析，指出其分子结构的低维性是导致金属原子与主族桥原子间离域ｄ－ｐπ键的存在的主要原因，并阐述了其所形成的ｄ－ｐπ（π）能带的性质。通过对该能带的研究，建立了以ｄ电子数判断固体导电性的简便方法，阐明了电荷转移现象及其对导电性的影响，并指出了ｄ电子巡游性的本质。     

Armchair型石墨纳米带的电子结构和输运性质

利用第一性原理的电子结构和输运性质计算方法, 研究了扶手椅(armchair)型单层石墨纳米带(具有锯齿边缘)的电子结构和输运性质及其边缘空位缺陷效应. 研究发现, 完整边缘的扶手椅型石墨纳米带是典型的金属性纳米带, 边缘空位缺陷的存在对扶手椅型纳米带能带结构有一定的影响,但并不彻底改变其金属性特征.     

异金属螺旋链化合物{[W_6Ag_6S_(24)][La(DMSO)_8]_2}_n的合成及结构表征

合成了异金属含硫化合物{[W6Ag6S24][La(Me2SO)8]2}n,并用X射线单晶衍射法测定了其结构.结果表明,该化合物属三斜晶系,P-墿空间群;晶胞参数为:a=1.577 5(3),b=1.818 7(4),c=1.952 3(4)nm,α=92.210(2)°,β=106.567(3)°,γ=92.494(2)°,Z=2,Dc=2.510 g/cm3,μ=9.081 mm-1,F(000)=3 792,R1=0.040 9,wR2=0.086 9.化合物中的阴离子[(W6Ag6S24)6-]n具有异金属螺旋链结构,所有W原子和Ag原子均与S原子形成四面体配位构型.     

{[(n-Bu)2Sn(O2CCH=CHAr)]2O}2的合成、表征和{[(n-Bu)2Sn(O2CCH=CHPh)]2O}2的晶体结构

利用(n-Bu)2SnO与ArCH=CHCO2H反应,合成5个二聚二丁基锡芳基丙烯酸酯氧化物{[(n-Bu)2Sn(O2CCH=CHAr)]2O}2.通过元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征.用X射线单晶衍射测定了{[(n-Bu)2Sn-(O2CCH=CHPh)]2O}2 (1)的晶体结构,结果表明,化合物1是以Sn2O2四面体为中心的,中心对称的二聚体结构,内环锡为五配位的畸变三角双锥构型,外环锡为六配位的畸变加帽体三角双锥结构.该化合物属三斜晶系,空间群P1-, a=1.0172(11) nm, b=1.3804(16) nm, c=1.4703(17) nm, α=106.750(18)°, β=105.61(2))°, γ=100.295(18)°, Z=1, V=1.829(4) nm-3, Dc=1.413 g/m3, μ=1.400 mm-1, F(000)=792, R=0.0559, wR=0.1250.