金属串配合物[Cr3(dpa)4LL'](dpa=dipyridylamide; L,L'=Cl,BF4, CCPh)的Cr-Cr成键特性

采用密度泛函理论UBP86方法计算了Cr₃(dpa)₄Cl₂ (1)、Cr₃(dpa)₄(BF₄)₂ (2)、Cr₃(dpa)₄Cl(BF₄) (3)、Cr₃(dpa)₄(CCPh)₂ (4)和Cr₃(dpa)₄Cl(CCPh) (5)金属串配合物的结构, 并对配合物的构型、Cr—Cr键的本质以及轴向配体对Cr—Cr键的影响进行了研究. 结果表明: (1) Cr—Cr平均键长较长的配合物趋于形成对称构型, 较短时趋于形成非对称构型. 最稳定的五重态的Cr—Cr平均键长最长, 故优化时趋于形成对称构型; 七重态的Cr—Cr平均键长最短, 趋于形成非对称构型; (2) 五重态的Cr₃⁶⁺金属链均存在三中心三电子σ键, 含弱σ给电子轴向配体BF₄^-的2和3的Cr—Cr短键还具有弱的π相互作用. 七重态下, 对称构型的4中仅有三中心三电子σ键, 而非对称构型的1-3、5的Cr—Cr短键为三重键, 非对称构型仍具有Cr₃⁶⁺链的σ离域作用, 仍具有分子导线的潜在应用; (3) 轴向配体L与Cr的作用主要表现为n_L→4_sCr或n_L→3_dz²Cr离域, 较强的σ给电子配体CCPh^-还存在σ_C—C→4_sCr离域. Cr与L的结合强度为2＜3＜1＜5＜4, CCPh^-与Cr的结合最强, 使Cr—Cr键减弱、Cr—Cr距离增长, 故4的各自旋重态均为对称构型.     

金属串配合物[Cr3(dpa)4LL?](dpa=dipyridylamide;L, L?=Cl, BF4, CCPh)的Cr―Cr成键特性

采用密度泛函理论 UBP86方法计算了 Cr3(dpa)4Cl2(1)、 Cr3(dpa)4(BF4)2(2)、 Cr3(dpa)4 Cl(BF4)(3)、Cr3(dpa)4(CCPh)2(4)和Cr3(dpa)4Cl(CCPh)(5)金属串配合物的结构,并对配合物的构型、 Cr―Cr键的本质以及轴向配体对Cr―Cr键的影响进行了研究.结果表明:(1) Cr―Cr平均键长较长的配合物趋于形成对称构型,较短时趋于形成非对称构型,最稳定的五重态的Cr―Cr平均键长最长,故优化时趋于形成对称构型;七重态Cr―Cr平均键长最短,趋于形成非对称构型;(2)五重态的Cr36+金属链均存在三中心三电子σ键,含弱σ给电子轴向配体BF4-的2和3的Cr―Cr短键还具有弱的π相互作用.七重态下,对称构型4中仅有三中心三电子σ键,而非对称构型1-3、5的Cr―Cr短键为三重键,非对称构型存在Cr36+链的σ离域作用,仍具有分子导线的潜在应用;(3)轴向配体L与Cr的作用主要表现为nL→4sCr或nL→3dz2Cr离域,较强的σ给电子配体CCPh-还存在σC―C→4sCr离域. Cr与L的结合强度为2<3<1<5<4, CCPh-与Cr的结合最强,使Cr―Cr键减弱, Cr―Cr距离增长,故4的各自旋态均为对称构型.     

Au12M (M=Na,Mg, Al,Si, P,S, Cl)团簇的结构、稳定性和电子性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了Au12M(M=Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl)团簇的结构、稳定性和电子性质.对团簇的平均结合能、镶嵌能、垂直离化势、最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的能级差、电荷布居分析、自然键轨道(NBO)进行了计算和讨论.对于Au12M(M=Na,Mg,Al)团簇,它们形成了内含M原子的最稳定的笼状结构.然而对于Au12M(M=Si,P,S,Cl)团簇,它们却形成了以M元素为顶点的稳定锥形结构.在这些团簇中发现Au12S团簇相对是最稳定的,这是由于Au12S团簇形成了稳定的满壳层的电子结构.自然电荷布居分析表明:对于所有的Au12M(M=Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl)团簇电荷总是从Au原子转向M原子.自然键轨道和HOMO分析表明Au12M团簇中发生了Au原子的s-d轨道和M原子的p轨道间的杂化现象.     

Theoretical Studies on the Cu-Cu Interaction and Stability of [Cu_a(Ph_2Ppy)_b(CH_3CN)_c]~(a+) (a=1～2,b=1～3,c=0～2)

To study the Cu-Cu interaction and stability of the title complexes,the structures of complexes [Cu(Ph2Ppy)(CH3CN)]+ 1,[Cu(Ph2Ppy)]+ 2,[Cu2(Ph2Ppy)2(CH3CN)2]2+ 3,[Cu2(Ph2Ppy)2(CH3CN)]2+ 4,[Cu2(Ph2Ppy)2]2+ 5 and [Cu2(Ph2Ppy)3(CH3CN)]2+ 6 were calculated by density functional theory PBE0 method,and the following conclusions can be drawn:(1) There is no orbital overlapping between two Cu atoms,indicating no Cu-Cu orbital interaction exists in complexes 3～6.Due to a breakdown of the closed shell configuration of Cu atoms,the weak Cu-Cu interactions result from the 3dCu → 4sCu' charge-transfer in 4～6.The Cu-Cu interaction strength follows 5 6 4,implying that there are stronger Cu-Cu interactions in the complexes with fewer CH3CN or more Ph2Ppy ligands.(2) The calculated interaction energies suggest that the coordination of Cu to Ph2Ppy is stronger than that to CH3CN.In 3～6,there are weaker interactions between Cu and CH3CN or Ph2Ppy in the complexes with more CH3CN or Ph2Ppy ligands.(3) The P-Cu and N-Cu interactions are much stronger than the Cu-Cu interaction,so we mainly attribute the stabilities of the binuclear complexes to the eight-membered rings Cu2P2N2C2.     

金属串配合物[MM′M″(dpa)4(Cl)2](M=Co,Ni;M′,M″=Co,Rh)电子输运的理论研究

采用密度泛函理论DFT/BP86方法研究金属串配合物[MM'M″(dpa)₄(Cl)₂] [MM'M″=CoCoCo(1), CoCoRh(2), CoRhRh(3), NiCoRh(4)] 的结构和电子输运性质. 结果表明, 配合物1, 2和4的最稳定自旋态均存在1个(MM'M″)⁶⁺的离域$\sigma_{3}^{3}$键($\sigma^{2}\sigma_{nb}^{1}\sigma^{*0}$); 但配合物3具有1个(MM'M″)⁶⁺的离域$\sigma_{3}^{4}$键($\sigma^{2}\sigma_{nb}^{2}\sigma^{*0}$)和2个$\pi_{3}^{5}$键($\pi^{4}\pi_{nb}^{4}\pi^{*2}$), 故Rh—Rh键和Co—Rh键较强; Rh的引入使M—M键增强, Ni的引入则使M—M键减弱, 键强次序为Rh—Rh>Co—Rh>Co—Co>Ni—Co. 配合物14的传输通道均含有π和σ型轨道. 正偏压下, 配合物2和3的电流大于配合物1和4的. 负偏压下, 配合物4中出现负微分电阻效应. 配合物3中形成传输通道的σ_nbα/β和π^*α/β轨道能级分裂明显, (MM'M″)⁶⁺对β自旋的π^*轨道的贡献(88%)比α自旋(74%)的大, 使β自旋的电子更易传输, 具有较好的自旋过滤效应(70%80%).     

Lindqvist型[M6-nMonO19]p-阴离子（M=W,Nb,Ta）电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法探讨了取代Mo原子对[W6-nMonO19]2-,[Nb6-nMonO19]p-和[Ta6-nMonO19]p-体系的M—Ot(M=W,Nb,Ta)键的活化作用.计算结果表明,随着取代Mo原子数的增多,[M6-nMonO19]2-(M=W,Nb,Ta)中M—Ot键的键能逐渐减小,因此Mo原子的引入使M—Ot键活化.在[W6-nMonO19]2-中,Mo—Ot键的键能小于W—Ot键的键能,因此,Mo—Ot键比W—Ot键易断裂,与实验结果一致.而在[Nb6-nMonO19]p-和[Ta6-nMonO19]p-体系中,Mo—Ot键的键能大于M—Ot(M=Nb,Ta)键的键能.Nb和Ta原子的端氧Ot的电荷大于Mo原子的端氧Ot的电荷,初步预测,当[Nb6-nMonO19]p-和[Ta6-nMonO19]p-与有机胺反应时,Nb—Ot和Ta—Ot键优先断裂,易与有机胺的氮原子成键.     

金属四重键化合物M2X4(PMe3)4(M=Cr,Mo,W;X=F,Cl,Br,I)结构和电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法,在TZ2P-STO基组水平下,对金属四重键化合物M2Cl4(PMe3)4(M=Cr,Mo,W)和Mo2X4(PMe3)4(X=F,Cl,Br,I)的几何结构进行优化,分析了电子结构,并运用TDDFT方法对其低占据激发态进行了计算.考虑相对论效应的ZORA方法能够较好地重现M2X4(PMe3)4的几何结构.M2X4(PMe3)4的电子结构分析表明其d电子的组态为σ2π4δ2,前线轨道能级顺序为πlig<πd/σd<δd<δd*.金属原子和卤素配体的改变虽然使轨道能量发生变化,但没有影响轨道的排布顺序.TDDFT方法对M2X4(PMe3)4δd→δd*和πd→δd*跃迁能量的计算较为准确,对πlig→δd*(LMCT)跃迁能量的计算误差较大.金属原子、卤素配体以及相对论效应对激发能的影响可以根据分子轨道能级的变化给予解释.     

Alkali （Alkali Earth） Metal Ions with 2-（3＇-Hydroxy-2＇-pyridyl）benz- oxazole Cation-π Complexes and Its Intramolecular Proton Transfer Process： A Theoretical Investigation

采用密度泛函B3LYP方法,在6—311＋＋G（d,p）基组水平上对碱（土）金属离子（Li＋,Na＋,K＋,Be2＋,Mg2＋和Ca2＋）与2-（3’-羟基-2’-吡啶基）苯并噁唑（HPyBO）的36种阳离子-π复合物的初始构型进行了几何全优化,并计算了其相互作用能．结果表明,碱（土）金属离子与HPyBO复合物有较强的阳离子-π相互作用,部分复合物甚至达到了化学键的强度．相对能量的变化表明碱（土）金属离子的作用能改变HPyBO分子内质子转移过程的能垒,甚至可以导致优势构型反转．当考虑水的溶剂效应后,各质子转移异构体的相对能量及质子转移的能垒均有一定程度的改变．另外,应用分子中的原子（AIM）方法对复合物分子内氢键的键临界点性质进行了分析．     

配合物[Fe(CO)x(Ph2Ppy)y(HgCl2)z](x=3, 4; y=1, 2; z=0, 1, 2)的Fe-Hg相互作用及31P化学位移的理论研究

用密度泛函理论PBE0法计算配合物[Fe(CO)x(Ph2Ppy)y(HgCl2)z](1: x=4, y=1, z=0; 2: x=3, y=2, z=0; 3: x=4, y=1, z=1; 4: x=3, y=2, z=1; 5: x=4, y=1, z=2; 6: x=3, y=2, z=2)的几何构型, 用PBE0-GIAO法计算配合物1~6的31P化学位移. 计算结果表明, 含2个Ph2Ppy的配合物5和6的Fe—Hg相互作用略大于含单个Ph2Ppy的配合物3和4. 含2个HgCl2的配合物4和6存在Fe—Hg σ键, 比含单个HgCl2的配合物3和5的Fe—Hg相互作用强, 配合物3和5的Fe—Hg相互作用以Fe→Hg和Fe←Hg离域为主. 配合物3中Fe的负电荷比5的小, 故配合物5的Fe—Hg相互作用比配合物3的强且Fe→Hg离域比较显著, 而配合物3的Fe←Hg离域更显著. Fe—Hg相互作用增大了双核配合物中P核周围的电子密度, 其31P化学位移比相应的单核配合物小, 且含2个HgCl2的双核配合物的31P化学位移更小. 含单个Ph2Ppy的配合物的31P化学位移小于含2个Ph2Ppy的配合物.     

电场对金属串配合物M3(dpa)4Cl2 (M=Co,Rh, Ir; dpa=dipyridylamide)结构的影响

应用密度泛函理论PBE0 方法研究具有分子导线潜在应用的金属串配合物M₃(dpa)₄Cl₂ (1: M=Co, 2: M=Rh, 3: M=Ir; dpa=dipyridylamide)在电场作用下的几何和电子结构. 结果表明: 配合物基态均是二重态. 1和2的M₃⁶⁺金属链形成三中心三电子σ键, 3 中M₃⁶⁺形成三中心四电子σ键且存在弱的δ键. 随金属原子周期数增大其M―M键增强、LUMO与HOMO能隙减小、金属原子的反铁磁耦合减弱以至消失且自旋密度向配体的离域增强. 在Cl4→Cl5 电场作用下, 低电势端的M3－Cl5 键缩短, 高电势端的M2―Cl4 键增长, M―M平均键长略为缩短, M―M键增强, 有利于分子线的电子传递; 分子能量降低, 偶极矩线性增大. 低电势端Cl5的负电荷向高电势端Cl4 转移, 且3 中金属原子的正电荷由高电势端向低电势端的转移较明显, 自旋电子由低电势端向高电势端金属原子移动, 但桥联配体dpa^-与M和Cl 所在的分子轴间没有电荷转移. 电场使LUMO与HOMO能隙减小, 有利于分子的电子输运. 随金属原子周期数增大, 电场作用下M―M平均键长变化减小, LUMO、HOMO的能级交错现象减少.     

Quantum Chemistry Studies on the Fe-Cu Interactions and 31p NMR in Fe（CO）3（Ph2Ppy）2（CuXn） （Xn = Cl2^2-, Cl-, Br-）

In order to study the Fe-Cu interactions and their effects on 31p NMR, the structures of mononuclear complex Fe（CO）3fPhzPpy）a 1 and binuclear complexes Fe（CO）3（PhEPpy）z（CuXn） （2： Xn = Cl2^2-, 3： Xn = Cl-, 4： Xn = Br-） are calculated by density functional theory （DFT） PBE0 method. For complexes 1, 3 and 4, the 31p NMR chemical shifts calculated by PBE0-GIAO method are in good agreement with experimental results. The 31p chemical shift is 82.10 ppm in the designed complex 2. The Fe-Cu interactions （including Fe→Cu and Fe←Cu charge transfer） mainly exhibit the indirect interactions. Moreover, the Fe-Cu（I） interactions （mostly acting as σFe-p→4Scu and aFe-C→4Scu charge transfer） in complexes 3 and 4 are stronger than Fe-Cu（Ⅱ） interactions （mostly acting as σFe-p→4Scu and σFe-p←4Sc,） in complex 2. In complex 2, the stronger Fe←Cu interac- tions, acting as σFe-p←44SCu charge transfer, increase the electron density on P nucleus, which causes the upfield 31p chemical shift compared with mononuclear complex 1. For 3 and 4, although a little deshielding for P nucleus is derived from the delocalization of σFe-p→4Scu due to the Fe→Cu interactions, the stronger σFe-c→np charge-transfer finally increases the electron density on P nucleus. As a result, an upfield 31p chemical shift is observed compared with 1. The stability follows the order of 2〉3=4, indicating that Fe（CO）3（PhzPpy）2（CuCl2） is stable and could be synthesized experimentally. The N-Cu（Ⅱ） interaction plays an important role in the stability of 2. Because the delocalization of σFe-p→4SCu and σFe-c→πc-o weakens the a bonds of Fe-C and ~r bonds of CO, it is favorable for increasing the catalytic activity of binuclear complexes. Complexes 3 and 4 are expected to show higher catalytic activity compared to 2.     

[Ru（MeIm）4L]^2＋（L=iip，tip，2ntz）的电子结构、DNA-键合、构效关系及光谱特征

采用密度泛函的方法,结合导体极化连续模型研究了水溶性二价钌．甲基咪唑类配合物[Ru（MeIm）4iip]^2＋。（1）、[Ru（MeIm）4tip]^2＋0＋（2）和[Ru（MeIm）42ntz]^2＋（3）的电子结构、DNA的键合倾向及构效关系,在水溶液中几何优化的基础上分析了配合物的电子结构特征,并合理解释了配合物与DNA的键合倾向．计算结果表明,在主配体上用噻吩代替咪唑取代基可以有效提高配合物与DNA的键合力;同时,在主配体的骨架上引入强电负性的N原子及NO2基团可以明显降低配合物最低未占据分子轨道能量及前沿分子轨道能量差．基于以上计算结果,预测所设计的配合物3具有最大的DNA键合力常数．另外,详细分析了配合物1、2的构效关系及抗肿瘤作用机理,并预测了配合物3的抗肿瘤活性．最后,用含时密度泛函方法对配合物的电子吸收光谱进行了计算和模拟,并与实验结果进行了对比分析．     

Cyano-bridged Ln^3＋-Cr^3＋ Binuclear Complexes [Ln（L）x（H2O）y^- Cr（CN）6]·mL·nH2O （Ln=La-Nd,x=5, y=2, m=1 or 2, n=2 or 2.5; Ln-Sm-Dy,Er, x=4, y=3, m=0, n=1.5 or 2.0; L= 2-pyrrolidinone）： Structure,Magnetism and Spin Density Map

In order to shed light upon the nature and mechanism of 4f-3d magnetic exchange interactions, a series of binuclear complexes of lanthanide（3＋） and chromium（3＋） with the general formula [Ln（L）5（H2O）2Cr（CN）6]·mL· nH2O （Ln=La （1）, Ce （2）, Pr （3）, Nd （4）; x=5, y=2, m=1 or 2, n=2 or 2.5; L=2-pyrrolidinone） and [Ln（L）4（H2O）3Cr（CN）6] ·nH2O （Ln=Sm （5）, Eu （6）, Gd （7）, Tb （8）, Dy （9）, Er （10）; x=4, y=3, m=0, n= 1.5 or 2.0; L=2-pyrrolidinone） were prepared and the X-ray crystal structures of complexes 2, 6 and 7 were determined. All the compounds consist of a Ln-CN-Cr unit, in which Ln^3＋ in a square antiprism environment is bridged to an octahedral coordinated Cr^3＋ ion through a cyano group. The magnetic properties of the complexes 3 and 6-10 show an overall antiferromagnetic behavior. The fitting to the experimental magnetic susceptibilities of 7 give g= 1.98, J=0.40 cm^-1, zJ＇= -0.21 cm^-1 on the basis of a binuclear spin system （Scd=7/2, Scr=3/2）, revealing an intra-molecular Gd^3＋-Cr^3＋ ferromagnetic interaction and an inter-molecular antiferromagnetic interaction. For 7 the calculation of quantum chemical density functional theory （DFT）, combined with the broken symmetry approach, showed that the calculated spin coupling constant was 20.3 cm^-1, supporting the observation of weak ferromagnetic intra-molecular interaction in 7. The spin density distributions of 7 in both the high spin ground state and the broken symmetry state were obtained, and the spin coupling mechanism between Gd^3＋ and Cr^3＋ was discussed.     

[M(N)X2]-(M=Ru, Os; X=S2C6H4, mnt)的电子结构和光谱性质的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法优化了氮化钌和氮化锇配合物[M(N)X2]-[M=Ru, Os; X=S2C6H4, mnt(maleonitriledithiolate)]的基态几何结构, 得到的几何参数与实验结果吻合得很好. 采用TD-DFT方法, 得到了配合物在CH3CN溶液中的激发态电子结构和电子吸收光谱. 利用SCRF方法中的CPCM模型来模拟溶剂化效应. 研究结果表明, 配合物1~4在CH3CN溶液中的吸收跃迁性质相似, 低能吸收均被指认为LMCT和LLCT的混合跃迁, 高能吸收均被指认为ILCT/LLCT跃迁.     

[M6Om(C25N4H18)n]2-(M=W, Mo; n=1, 2; m=17,18)的二阶非线性光学性质的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)的BP86方法, 对[M6Om(C25N4H18)n]2-(M=W, Mo; n=1, 2; m=17,18)进行了几何结构优化, 其中Mo系列结构化合物优化的几何结构与实验值吻合较好. 在净电场为零的条件下, 运用DFT/LB94方法计算了体系的二阶非线性光学系数β值: 体系1和2的βvec值分别为154.4×10-30和124.8×10-30 esu. 表明它们具有较大的二阶非线性光学系数, 且Mo系列比W系列的β值大. 而体系3和4的βvec值分别为218.0×10-30和191.8×10-30 esu. 体系3和4的βvec值分别比体系1和2的大, 表明增加给体的数目有利于提高NLO响应, 但都小于它们的2倍.     

Syntheses,Crystal Structures and Electrochemical Properties of Supramolecular Complexes [M4L12]·（HPO4）·（PO4）2（L=2,2＇-Dibenzimidazole,M=Co and Ni）

Two novel supramolecular complexes,[M4L12]·(HPO4)·(PO4)2(L = 2,2'-dibenzi-midazole,M = Co and Ni) were synthesized by the hydrothermal method and characterized by elemental analysis,IR,UV,and TG-TGA,and the crystal structures were determined by single-crystal X-ray diffraction.The results showed that both of them belong to the cubic system and space group I 4 3d.Crystal parameters of C168H121Co4N48O12P3(1):a = b = c = 2.5104(6) nm,V = 15.820(7) nm3,Mr = 3332.75,Z = 4,Dc = 1.399 Mg/m3,μ = 0.521 mm-1,F(000) = 6852,S = 1.011,the final R = 0.0248 and wR = 0.0663 for 2120 observed reflections(I > 2σ(I)) and R = 0.0315 and wR = 0.0706 for all data.Crystal parameters of C168H121Ni4N48O12P3(2):a = b = c = 2.4977(5) nm,V = 15.581(5) nm3,Mr = 3331.87,Z = 4,Dc = 1.420 Mg/m3,μ = 0.587 mm-1,F(000) = 6868,S = 1.074,the final R = 0.0443 and wR = 0.1364 for 1774 observer reflections(I > 2σ(I)) and R = 0.0647 and wR = 0.1492 for all data.Each of them consisted of four M(II) cations,twelve 2,2'-dibenzimidazole ligands,one monohydrogen phosphate anion and two phosphate anions in the single cell.The central M(II) cation,coordinated with six alkaline nitrogen atoms from three 2,2'-dibenzimidazole ligands,displayed the expected distorted-octahedral geometry.The 3D supramolecular system was formed by the hydrogen bond N-H...O and π-π stacking interaction between neighboring single cells.Complex 1 showed two irreversible single-electron reduction processes of the central metal ion at-0.06 and-0.42 V in DMF solution.     

Theoretical Study on the Structure and Stability of Si5X （X = Li, Be, B, C, N, O, F, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl） Clusters

1 INTRODUCTION In the later 60s of last century, silicon substituted for germanium to present as mainstream in semicon- ductor. The semi-conductive devices made by silicon have many advantages, for example, refractory pro- perty, high radioresistance, simple and stable process- ing technic, high machinability and low cost. So it was widely used to manufacture large power appara- tuses, for instance, digit and linear integrated circuit, large scale integrated circuit (LSI), etc. Thus, th…     

D3d[E3ME3]^2-（E=P,As;M=Ni,Pd,Pt）：含η^3-P3^-和η^3-As3^-配体的最小无机三明治配合物（摘要）

C4H42^-、C5H5^-（Cp^-）及C6H6（Ar）等有机配体可以与过渡金属形成典型的三明治夹心化合物.作为CH的等电子体,P可以取代CH与过渡金属形成混合型三明治配合物,例如：CpNiP3,CpFeP5,[CpMPnMCp]等.2002年,Schleyer等首次成功地合成了以η5-P5-为配体的不含碳的无机三明治配合物[P5TiP5]^2-;2007年,Chen等采用密度泛函方法预测了含P4四元环的[P4MP4]^n-三明治结构.