硼烷分子中化学键性质的研究I.乙硼烷分子中的四中心键

采用Dunning基的从头计算量子化学方法阐明,在乙硼烷中两个氢桥三中心键已因σ-共轭效应而融合成一个四中心键.对此四中心键可用整体的总键强参数以及其组成部分B-B和B-Hb-B的总键强参数,比较全面地表示其强度方面的特征.进而指明其质子磁共振谱以及热化学的实验数据都支持这一理论论断.     

硼烷分子中化学键性质的研究I.乙硼烷分子中的四中心键

采用Dunning基的从头计算量子化学方法阐明,在乙硼烷中两个氢桥三中心键已因σ-共轭效应而融合成一个四中心键.对此四中心键可用整体的总键强参数以及其组成部分B-B和B-Hb-B的总键强参数,比较全面地表示其强度方面的特征.进而指明其质子磁共振谱以及热化学的实验数据都支持这一理论论断.     

硼烷分子中化学键性质的研究 Ⅱ. B3H7中四中心键及B3H9中三个隔离的氢桥三中心键

用Dunning基进行从头计算的结果表明:在B_3H_7(1103)中氢桥三中心键与BBB三中心键间已用σ-共轭效应”融合”为一个四中心键,其特征为f_(B(1)-B(2))=0.1653,f_(B(2)-B(3))=0.1429,f_(B-H_b-B)=0.3416,f_(4center)=0.7193hartree/bohr.但在B_3H_9中三个氢桥三中心键间不相互作用,保持相互独立,其特性为f_(B-B)=0.0558,f_(B-H_b-B)=0.3922,f_(H_b3cen)=0.5115hartree/bohr.     

硼烷分子中化学键性质的研究 Ⅱ. B3H7中四中心键及B3H9中三个隔离的氢桥三中心键

用Dunning基进行从头计算的结果表明: 在B3H7(1103)中氢桥三中心键与BBB三中心键间已用σ-共轭效应"融合"为一个四中心键, 其特征为fB(1)-B(2)=0.1653, fB(2)-B(3)=0.1429, fB-Hb-B=0.3416, f4center=0.7193hartree/bohr。但在H3H9中三个氢桥三中心键间不相互作用, 保持相互独立, 其特性为fB-B=0.0558, fB-Hb-B=0.3922, fHb3cen.=0.5115hartree/bohr。     

硼烷分子中化学键性质的研究III. 锥型分子B3H6X的结构与成键特征

用MP2/6-31G方法, 对三角锥型分子B3H6X(X=B^2^-, C^-,N, O^+, BH^-, CH和NH^+)及其碎片B3H6和X的结构进行了abinitio研究。结果表明, 当X=NH^+, O^+和N时, B3H6基环上的端氢(Ht)朝着帽基X方向, 而当X=CH, BH^-, B^2^-和C^-时, Ht却转向帽基X的方向。这种特征可用配位原子的电负性和配位原子轨道的弥散性给以说明。我们还进一步研究了B3H6X系列化合物的结合能和稳定性。     

硼烷分子中化学键性质的研究III. 锥型分子B3H6X的结构与成键特征

用MP2/6-31G方法, 对三角锥型分子B3H6X(X=B^2^-, C^-,N, O^+, BH^-, CH和NH^+)及其碎片B3H6和X的结构进行了abinitio研究。结果表明, 当X=NH^+, O^+和N时, B3H6基环上的端氢(Ht)朝着帽基X方向, 而当X=CH, BH^-, B^2^-和C^-时, Ht却转向帽基X的方向。这种特征可用配位原子的电负性和配位原子轨道的弥散性给以说明。我们还进一步研究了B3H6X系列化合物的结合能和稳定性。     

有机氟化合物量子化学研究 I: 二氟乙炔分子中化学键特性的从头计算

实验发现, F-C≡C-F与H-C≡C-H相比, 其C≡C三重键的离解能要小250.8kJ/mol,而该键的键长却比C~2H~2的短。这与"键越短键就越强"的传统看法不一致。我们通过从头计算研究, 发现主要原因是C~2F~2分子中F原子的孤对电子对C≡C三重键起反键作用, 从而削弱了C≡C三重键的强度; F原子的吸电子性又使C的原子轨道收缩效应增强,而使得C≡C三重键变短。     

有机氟化合物量子化学研究 I: 二氟乙炔分子中化学键特性的从头计算

实验发现, F-C≡C-F与H-C≡C-H相比, 其C≡C三重键的离解能要小250.8kJ/mol,而该键的键长却比C~2H~2的短。这与"键越短键就越强"的传统看法不一致。我们通过从头计算研究, 发现主要原因是C~2F~2分子中F原子的孤对电子对C≡C三重键起反键作用, 从而削弱了C≡C三重键的强度; F原子的吸电子性又使C的原子轨道收缩效应增强,而使得C≡C三重键变短。     

硼烷分子中化学键性质的研究Ⅳ: B~4H~8X及B~4H~8的结构与成键特征

用ab initio MP2/3-21G*方法,对四角锥型硼化物B~4H~8X(X=Li^-,Be,B^+,C^2^+,B^-,C,N^+,BeH^-,BH和CH^+)及其碎片B~4H~8的结构进行了研究。结果表明,在B~4H~8X结构中,端氢(H~t)的位置受顶点帽基X的支配。帽基原子的电负性较小和配位原子轨道的弥散程度较大时,H~t处在B~n环平面下方,与帽基反向。反之,H~t与帽基同向。桥氢(H~b)的位置总是在B~n环平面之下,与X反向。进一步研究了B~4H~8X的离解能,并进行了电子相关能校正。发现结构1和2稳定性较差,结构3～10较稳定。分子碎片B~4H~8的最稳定构型为2112结构。     

烷基锂分子中化学键的 ab initio 研究

本文用6-13G基函对3-12G基优化构型进行单点ab initio (从头计算法) 计算, 并根据轨道的组合系数、电荷密度图和键强参数等详尽地分析了烷基锂分子的成键情况。烷基锂的易挥发、易聚合、聚合物易溶于烃类溶剂中等物理、化学性质主要是其C－Li键具有显著的共价性缘故。由于烷基锂的C-Li键比C－H和C－C键的强度要小,故C-Li键易于断裂,使烷基锂表现有高的化学反应活性。     

有机锂化合物中化学键的性质——-反式1,2-二锂代乙烷、1,2-二锂代乙烯和1,2-二锂代乙炔分子中化学键的abinitio研究

用从头计算法计算了电荷密度图和各价分子轨道的键强参数.结果表明,三个标题化合物的稳定构型都存在双桥式四中心键.追其原因是:这种构型有利于Li的2p轨道的吸电子效应,这种效应可使C—Li键增强.此外,也发现这三个化合物中C—C键的强度大于C=C键,而后者又比C≡C键为强.本文亦讨论了这种“反常”的原因.     

有机锂化合物中化学键的性质——-反式1,2-二锂代乙烷、1,2-二锂代乙烯和1,2-二锂代乙炔分子中化学键的abinitio研究

用从头计算法计算了电荷密度图和各从是分子轨道的键强参数.结果表明,三个标题化合物的稳定构型都存在双桥式四中心键.追其原因是:这种构型有利于Li的2p轨道的吸电子效应,这种效应可使C-Li键增强.此外,也发现这三个化合物中C-C键的强度大于C=C键,而后者又比C=C键为强,本文亦讨论了这种"反常"的原因.     

有机金属化合物中二级化学键的理论研究（I）──β－氯乙烯基氯化汞中的共轭键及二级化学键

根据实验数据分析，指出标题分子中存在着包括Ｈｇ的空６ｐｚ轨道在内的共轭键。根据顺、反式分子间性质的差异，说明在顺式分子中能形成弱的二级化学键，而反式则不能形成。并应用ＭＮＤＯ方法对分子进行计算，结果证明上述结论正确。     

二十面体对称性(I~h)分子的从头计算研究II. 铜原子簇Cu~13的电子结构

应用对称性约化计算方案, 完成了铜原子簇Cu~13(I~h)三种基组下的从头计算, 最大维数390。为了进行比较, 也进行了Cu~2、Cu~4、Cu~6及Cu~8的计算。经过优化, 获得基态及平衡几何、布居、结合能等数据, 表明Cu~13可能稳定存在。Cu~13中以d成分为主的分子轨道均已填满, 对化学键无实际贡献, 成键作用为s, p性质; 再者, d带与s带不相交叠, 无金属Cu能带的特征。无论平衡几何、布居及结合能数值均与采用的其组很有关系, 虽然定性趋势是一致的。     

二十面体对称性(I~h)分子的从头计算研究II. 铜原子簇Cu~13的电子结构

应用对称性约化计算方案, 完成了铜原子簇Cu~13(I~h)三种基组下的从头计算, 最大维数390。为了进行比较, 也进行了Cu~2、Cu~4、Cu~6及Cu~8的计算。经过优化, 获得基态及平衡几何、布居、结合能等数据, 表明Cu~13可能稳定存在。Cu~13中以d成分为主的分子轨道均已填满, 对化学键无实际贡献, 成键作用为s, p性质; 再者, d带与s带不相交叠, 无金属Cu能带的特征。无论平衡几何、布居及结合能数值均与采用的其组很有关系, 虽然定性趋势是一致的。     

等离子体聚合膜的电学性质研究：Ⅰ.TCNQ聚合膜的结构和电学性质

本文采用内部电极、电容耦合式钟罩型射频等离子体聚合装置,首次进行了四氰代对二次甲基苯醌(TCNQ)的等离子体聚合,得到了电导率为10~(-8)～10~(-6)Scm~(-1)的聚合物半导体薄膜。由这些聚合物薄膜制备的Al/聚合膜/ITO(铟锡氧化物透明电极)夹层元件显示出整流特性和光生伏打效应。这种聚合物薄膜还具有光电导性质。红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)的研究结果表明,优良的半导体特性归因于聚合膜中存在有较大范围的π电子共轭结构。     

静电势方法研究分子间的电子转移 II: 在光电转移模拟体系中的应用

用从头算和静电势方法研究了光电转换模拟体系C~6H~7N+C~6H~8N^+中的分子间电荷转移。通过计算分子间的静电势分布, 确定了电子在分子间运动所需穿透势垒的特性, 对电子穿透几率及穿透弛时间等参数作了理论预测并研究了外接基团的影响。在分子间距d=0.35nm时, 穿透几率P=2.94x10^-^4, 穿透弛豫时间τ=3.4x10^-^1^0s, 在此情况下, 由模型分子组成的截面积为10x1mm^2的多层分子膜, 在光照条件下可能产生的理论光电流为0.28A。     

静电势方法研究分子间的电子转移 II: 在光电转移模拟体系中的应用

用从头算和静电势方法研究了光电转换模拟体系C~6H~7N+C~6H~8N^+中的分子间电荷转移。通过计算分子间的静电势分布, 确定了电子在分子间运动所需穿透势垒的特性, 对电子穿透几率及穿透弛时间等参数作了理论预测并研究了外接基团的影响。在分子间距d=0.35nm时, 穿透几率P=2.94x10^-^4, 穿透弛豫时间τ=3.4x10^-^1^0s, 在此情况下, 由模型分子组成的截面积为10x1mm^2的多层分子膜, 在光照条件下可能产生的理论光电流为0.28A。