不饱和硼烯HClN=B:重排反应的DFT研究

采用量子化学中的密度泛函方法, 在B3LYP/6-311G**水平上研究了不饱和硼烯HClN=B:的重排反应机理。结果表明, 无论是氢原子H迁移还是氯原子Cl迁移都经过1个三元环过渡态,生成直线型产物。但氢原子H迁移是在面内进行, 而氯原子Cl迁移是在面外进行。根据计算结果,详细研究了不饱和硼烯HClN=B:重排反应的热力学及动力学函数, 在此基础上讨论了不饱和硼烯HClN=B:的存在寿命问题。     

分子CH3NH=B：结构及重排反应的理论研究

采用量子化学中的从头计算方法，在MP2／6—31G(d，p)水平上研究了不饱和硼烯CH3NH=B：的结构及重排反应机理。结果表明，CH3NH=B：的单线态结构比三线态结构稳定，该分子的基态是单线态。分子CH3NH=B:可以发生3种不同的重排反应。本文找到了这3种重排反应的过渡态，并详细计算了不饱和硼烯CH3NH=B：重排反应的动力学函数，据此讨论了不饱和硼烯CH3NH=B：的稳定性问题。     

分子CH_3NH=B:的结构及重排反应的理论研究

采用量子化学中的从头计算方法, 在MP2/6-31G(d,p)水平上研究了不饱和硼烯CH3NH=B:的结构及重排反应机理。结果表明, CH3NH=B:的单线态结构比三线态结构稳定, 该分子的基态是单线态。分子CH3NH=B:可以发生3种不同的重排反应。本文找到了这3种重排反应的过渡态, 并详细计算了不饱和硼烯CH3NH=B:重排反应的动力学函数, 据此讨论了不饱和硼烯CH3NH=B:的稳定性问题。     

不饱和类硅烯H2C=SiNaCl的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311G(d,p)水平上研究了不饱和类硅烯H2C=SiNaCl的结构.结果表明,不饱和类硅烯H2C=SiNaCl共有4种平衡构型,其中非平面的p-配合物型构型能量最低,是不饱和类硅烯H2C=SiNaCl存在的主要构型.对平衡构型间异构化反应的过渡态进行了计算,求得了转化势垒.计算预言了最稳定构型的振动频率和红外强度.     

不饱和类硅烯H2C=SiNaF的DFT研究

用密度泛函理论方法, 在B3LYP/6-31+G(d, p)水平上研究了不饱和类硅烯H2C=SiNaF的结构. 结果表明, 不饱和类硅烯H2C=SiNaF共有四种平衡构型, 其中非平面的p-配合物型构型能量最低, 是不饱和类硅烯H2C=SiNaF存在的主要构型. 对平衡构型间异构化反应的过渡态进行了计算, 求得了转化势垒. 计算预言了最稳定构型的振动频率和红外强度.     

LiBH4-X（X=O,F和Cl）体系解氢性能的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一原理方法,计算了LiBH4-X(X=O,F和Cl)体系的晶体与电子结构及解氢性能.生成热和H原子解离能的计算结果表明:O原子掺杂优先占据LiBH4间隙位,F置换氢原子位,而Cl则取代BH4单元;O,F和Cl掺杂的LiBH4体系结构稳定性发生变化,其中O提高体系解氢效果明显,而F和Cl掺杂受H原子区域环境的影响.态密度、Mulliken电子占据数和电子密度的分析结果表明:B—H之间较强的共价键是LiBH4结构稳定、解氢困难的电子结构根源,O,F和Cl对LiBH4解氢能力影响主要是掺杂改变了H的s态与B的sp态的杂化特性、以及BH4单元与Li的成键作用.     

不饱和类锗烯H2C=GeLiCl的DFT研究

采用密度泛函理论方法, 在B3LYP/6-311G(d, p)水平上研究了不饱和类锗烯H2C=GeLiCl的结构及异构化反应. 结果表明, 不饱和类锗烯H2C=GeLiCl有三种平衡构型, 其中非平面的p-配合物型构型能量最低, 是其存在的主要构型. 对平衡构型间异构化反应的过渡态进行了计算,求得了转化势垒. 计算预言了最稳定构型的振动频率和红外吸收强度.     

不饱和类锗烯H2C=GeNaBr的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论DFT方法,在B3LYP/6-311G(d,p)水平上研究了不饱和类锗烯H2C=GeNaBr的结构及异构化反应.结果表明,不饱和类锗烯H2C=GeNaBr有3种平衡构型,其中非平面的p-配合物型构型能量最低,是其存在的主要构型.并对平衡构型间异构化反应的过渡态进行了计算,求得了转化势垒,预言了最稳定构型的振动频率和红外强度.     

不饱和类硅烯H_2CSiNaCl的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311G(d,p)水平上研究了不饱和类硅烯H2CSiNaCl的结构.结果表明,不饱和类硅烯H2CSiNaCl共有4种平衡构型,其中非平面的p-配合物型构型能量最低,是不饱和类硅烯H2CSiNaCl存在的主要构型.对平衡构型间异构化反应的过渡态进行了计算,求得了转化势垒.计算预言了最稳定构型的振动频率和红外强度.     

HCHO+X(X=F、Cl、Br)的反应机理

采用CCSD/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p)方法研究了HCHO与卤素原子X(X=F、Cl、Br)的反应机理. 计算结果表明, 卤素原子X(X=F、Cl、Br)主要通过直接提取HCHO中的H原子生成HCO+HX(X=F、Cl、Br). 另外还可以生成稳定的中间体, 中间体再通过卤原子夺氢和氢原子直接解离两个反应通道分别生成HCO+HX(X=F、Cl、Br)和H+XCHO(X=F、Cl、Br). 其中卤原子夺氢通道为主反应通道, HCO和HX(X=F、Cl、Br)为主要的反应产物; 且三个反应的活化能均较低, 说明此类反应很容易进行, 计算结果与实验结果符合很好. 电子密度拓扑分析显示, 在HCHO+X反应通道(b)中出现了T型结构过渡态, 结构过渡态(STS)位于能量过渡态(ETS)之后. 并且按F、Cl、Br的顺序, 结构过渡态出现得越来越晚.     

NCO/NCS自由基与XY（X=H,Cl;Y=F,Cl,Br）间σ-型弱作用的理论研究

NCO和NCS是大气化学中非常引人关注的自由基,它们均有三个原子并且两个端基原子均可作为电子给体形成σ-型氢/卤键.本文在MP2/aug-cc-pVDZ水平上研究了NCO/NCS...XY（X=H,Cl;Y=F,Cl,Br）体系中的弱化学键.计算结果表明,氢/卤原子与N原子相连形成的复合物比与O/S原子相连形成的复合物稳定;氢/卤键的稳定性由分子静电势决定,而非原子电负性;对相同的电子给体B（B=N,O/S）和相同的卤原子来说,化学键的强度按Y=F,Cl,Br的顺序逐渐减弱.在氢/卤键形成过程中,自旋电子密度在电子给体和电子受体间的转移较少,但它在自由基内部发生重排,就本文研究的所有复合物而言,自旋电子密度均转移向XY分子的相反位置.     

Mg取代对LiBH4（010）面结构和储氢性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了Mg取代Li原子对LiBH4(010)面的晶体结构、H原子解离能及H原子迁移的影响.结果发现,Mg取代后B—H键长增大,更易于H原子的解离.氢空位的出现也使其附近H原子的解离能减小.电子结构计算结果表明,Mg取代Li原子后,减弱了B—H之间的共价作用.通过对氢原子在[BH4]单元之间扩散能垒的计算发现,Mg取代Li原子后,H原子的扩散能垒由4.84 eV降为3.01 eV,表明H原子在体相内更容易迁移.     

碱土金属催化的硼氢化反应研究进展

硼氢化反应,即在C=O、C=N、C=C等不饱和双键和C≡C、C≡N不饱和三键上直接引入B–H键,是制备有机硼化合物的主要方法之一.近年来,研究发现碱土金属催化剂可广泛应用于有机硼化合物的合成.本文主要介绍了近几年来碱土金属特别是镁金属催化不饱和有机化合物(醛、酮、酯、胺、吡啶、腈、烯炔和碳酸酯等)硼氢化反应的最新研究进展.     

亚烷基卡宾XYC=C:(X,Y=C1, H,Me, F)的1,2-重排反应的从头算研究

本文用RHF/STO-3G解析梯度方法研究了亚烷基卡宾XYC=C:(X, Y=Cl, H, Me和F)的重排反应, 给出了平衡态与过渡态构型. 对该组体系的计算发现: 基团的迁移活性顺序为Cl>H>Me>F; 迁移性小的基团增大迁移基团的迁移活性; 取代基不同一般比取代基相同的卡宾稳定性低; 基团的迁移活性顺序与电负性顺序不一致; 中心原子与C=C双键夹角小的基团优先迁移.     

亚烷基卡宾XYC=C∶(X,Y=Cl,H,Me,F)的1,2-重排反应的从头算研究

本文用 RHF/STO-3G 解析梯度方法研究了亚烷基卡宾 XYC=C:(X,Y=Cl,H,Me 和 F)的重排反应,给出了平衡态与过渡态构型.对该组体系的计算发现:基团的迁移活性顺序为 Cl>H>Me>F;迁移性小的基团增大迁移基团的迁移活性:取代基不同一般比取代基相同的卡宾稳定性低;基团的迁移活性顺序与电负性顺序不一致;中心原子与 C=C 双键夹角小的基团优先迁移.     

B2H6分子中的化学键

在结构化学的教学中,常常要讨论二硼烷(B2H6)等“缺电子分子”的几何结构和化学键的性质.二硼烷的几何结构已早有定论,因为无论是它的化学性质,还是包括电子衍射、核磁共振、X-射线在内的广泛物理化学研究,都表明两个硼原子与四个端氢原子共平面,另外两个氢原子在平面的上下(如图所示).而且,该分子结构中存在三中心双电子化学键也为大家普遍接受.然而,关于B2H6分子中三中心化学键的解释在教科书中却各持己见,甚至同一本书中有两种不同的观点[1].     

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．     

不饱和类碳烯H2C=CLiCI的构型及异构化的理论研

采用量子化学中的DFT理论方法，在B3LYP/6-311G*水平上全优化得到了不饱和类碳烯H2C=CLiCl的平衡结构。结果表明，不饱和类碳烯H2C=CLiCl只有2种平衡结构。对这2种平衡结构之间相互转化的过渡态进行计算，同时，采用统计热力学及过渡态理论，研究了2种平衡结构之间相互转化的热力学及动力学性质，进而讨论了2种平衡结构在不同温度下的稳定性问题，结果表明在所研究的100-600K温度范围内，只有一种平衡结构能够存在，在计算得到振动频率及吸收强度的基础上，模拟了稳定平衡结构的红外光谱图。     

不饱和类锗烯H_2CGeNaBr的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论DFT方法,在B3LYP/6-311G(d,p)水平上研究了不饱和类锗烯H2CGeNaBr的结构及异构化反应.结果表明,不饱和类锗烯H2CGeNaBr有3种平衡构型,其中非平面的p-配合物型构型能量最低,是其存在的主要构型.并对平衡构型间异构化反应的过渡态进行了计算,求得了转化势垒,预言了最稳定构型的振动频率和红外强度.     

三个巢式磷碳硼烷镍配合物的合成、光谱表征和晶体结构

合成了3个巢式磷碳硼烷镍配合物[NiCl(Py){7,8-(PPh2)2-7,8-C2B9H10}].CH2Cl2(1)、[Ni{7,8-(PPh2)2-7,8-C2B9H10}2](2)、[Ni{7,8-(OPPh2)-7,8-C2B9H10}{7,8-(PPh2)-7,8-C2B9H10}](3),并通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱以及单晶衍射等手段对其进行了表征。单晶结构分析表明,镍离子的配位环境在这3个配合物中都是稍微扭曲的平面方形,其中2个配位位置由磷碳硼烷配体的两个磷原子占据,另外2个配位位置分别由氯离子、吡啶氮原子或者氧化的磷碳硼烷配体的氧原子占据。借助于分子间的C-H…Cl氢键或者C-H.H-B双氢键作用,3个配合物都可以形成一维超分子结构。