不同质量Cn笼电子结构和UV谱的理论研究

用INDO/2和INDO/CI方法研究了C_(24)、C_(50)、C_(60)和C_70的电子结构和UV谱。稳定性的顺序为C_(60)～C_(70)>C_(50)>>C_(24)。以C_(60)为中心向两边的C_n原子簇,其UV谱发生红移。     

具有Cn对称性的大分子的能带结构研究 1: 计算方法

利用环间和环内Bloch函数建立了一组新的原子轨道基函数。首次设计了适用于一维具有旋转对称性的大环分子的能带程序。计算了酞菁、四氮卟吩、四苯并卟啉, 四苯基卟啉的能带结构, 较好地解释了卟啉类化合物导电性能不如酞菁类的事实。还计算了酞菁铜和酞菁锰的能带结构, 讨论了酞菁与酞菁简化模型的能带结构以及晶体轨道的差异。     

Cn78(C2v)的电子结构和UV谱

用INDO(Intermediate neglect differential overlap)系列方法对Cn78进行系统研究.结果表明,Cn78(G2v)比Cn78(C2v')稳定;Cn78(C2v)和Cn78(C2v')未发生Jahn-Teller畸变;Cn78随n绝对值增大,体系能量升高.以优化构型为基础,首次计算Cn78电子光谱,对电子跃迁进行理论指认,讨论Cn78光谱特征吸收与C78相比发生红移的原因.     

具有Cn对称性的大分子的能带结构研究 1: 计算方法

利用环间和环内Bloch函数建立了一组新的原子轨道基函数。首次设计了适用于一维具有旋转对称性的大环分子的能带程序。计算了酞菁、四氮卟吩、四苯并卟啉, 四苯基卟啉的能带结构, 较好地解释了卟啉类化合物导电性能不如酞菁类的事实。还计算了酞菁铜和酞菁锰的能带结构, 讨论了酞菁与酞菁简化模型的能带结构以及晶体轨道的差异。     

C76及Cn76离子的电子结构和单态的电子光谱

KxC76不同于K3C60的半导体行为[1]引起了我们对Cn-76的研究兴趣. 自Ettl[2]分离表征C76以来, 相应的实验及理论研究已经开始[3,4], 但对C-76以外其它离子的电子结构和光谱的理论研究尚未见报道. 本文用INDO系列方法对Cn76进行系统研究, 考察其是否发生Jahn-Teller畸变, 首次计算了Cn76单态离子的电子光谱, 对电子跃迁进行理论指认, 讨论了Cn76光谱的特征吸收与C76相比发生红移的原因.     

B2Cn+(n=1～9)团簇的结构及其稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP泛函, 在6-311G*水平上对B2Cn+(n=1～9)团簇的几何构型和电子结构进行了优化和振动频率计算. 结果表明, 在B2Cn+(n=1～9)团簇的基态构型中, B2C2+、B2C3+为具有D∞h对称性的线形结构, B2C7+为具有Cs对称性的立体环状结构, 其余均为平面构型; 其成键顺序为C—C成键优于B—C 成键, B—C成键优于B—B成键. 进一步得到了B2Cn+(n=1～9)团簇的总能量(ET)、零点能(EZ)、摩尔热容(Cp)、标准熵(S0)以及原子化能(ΔEn+). 其结果显示, 随着n的递增, ET、EZ、Cp、S0和ΔEn+数值均呈现增大趋势, 其中EZ数值呈现近似等梯度的增加趋势. 通过对B2Cn+(n=1～9)团簇基态结构的垂直电子亲合势的研究发现, n为奇数的B2Cn+团簇比n为偶数的稳定.     

Cn,CnH and their anions: Quest for linearity with n≤8 even versus odd,and beyond

Using the concept of quasi-molecule (“tile”) and the database of quasi-molecules embedded on a parent molecule, it is discussed whether the latter can attain linear form or otherwise. Besides anew accurate optimization of all tiles (quasi-triatomics) at various levels of ab initio theory and basis-sets, the nature of the predicted stationary points for the title parent molecules is probed through a priori calculations here too reported. Also discussed is the common rule that even- $n$ ${\text{C}}_n{\text{H}}^{-}$ anions are linear while odd-numbered ones tend to have nonlinear isomers. The reported quasi-molecule approach is general, and allow the prediction of linearity or otherwise of the parent systems prior to calculations on them. When based on an extension of the bisection method (Varandas, Int. J. Quantum Chem. 2023 , 123, e27036.), it is easy to use even for large parent molecules, as illustrated for neutral and anionic carbon clusters with $n\ge 9$.     

原子个数n对碳分子线Cn(n＝3～10)基态结构特性的影响

利用密度泛函B3LYP方法, 在6-311++g**基组水平上对碳分子线Cn(n＝3～10)体系的基态电子结构特性等作了理论计算. 计算结果表明, 当n为奇数时, 碳分子线Cn基态都为单重态, 反之, 当n为偶数时, 三重态为其稳定的基态. 同时在得到碳分子线基态构型的基础上, 对其极化率、电荷分布和能级分布进行了研究, 确定了碳分子线体系最高占据轨道HOMO能量EH, 最低未占据轨道LUMO能量EL与n的关系式, 即EHn－2 < EHn < EHn+2, ELn－2 > ELn > ELn+2. 因而碳分子线Cn(n＝3～10)体系的费米能级会表现出特有的奇偶振荡, 本文也对该现象出现的原因进行了讨论.     

Theoretical study of the stability of small triply charged carbon clusters Cn3+ (n = 3–12)

Using density functional theory, coupled cluster and multireference methods, dissociation energies and 3rd ionization potentials for, respectively, triply charged and neutral carbon clusters have been evaluated. The results show that the smaller C_n³⁺ clusters are metastable, i.e., they present a fragmentation channel with negative dissociation energy. The lowest dissociation channel always corresponds to evaporation of a singly charged carbon atom. Good agreement with available experimental data is found for most two-fragment channels. The third ionization potential of the corresponding neutral species decreases with cluster size.     

M（Ⅲ）X（Ⅴ）O4型微孔晶体研究：GaPO4—Cn系列的合成与结构

在(0.5～3)R·Ga_2O_3·(1.0～1.5)P_2O_5·(25～100)H_2O体系内,通过150～200℃、1～20天水热晶化合成了12种磷酸镓微孔晶体GaPO_4-C_n(n=1～12)。该晶体经400～500℃下脱模板剂(R)后,对水、乙醇、正己烷、环己烷有不同程度的吸附,对水的吸附等温线具有分子筛的吸附特征,报道了GaPO_4-C_3,-C_4,-C_7的单晶结构分析结果,并结合前人工作对此类新型微孔晶体结构与合成规律的特点进行了探讨。     

直链小碳族Cn（n=3—6）微正则解离速率常数的RRKM理论计算（Ⅰ）

用从头计算法研究小碳簇的角离通道及其动力学，以MP2／6－31G^*精度优化直链C3，C4，C5，C6及其过渡态的结构，并对它们进行振动分析，在此基础上计算了各解离通道的能垒，并根据RRKM理论估算各个通道的微正则解离速率，计算结果表明，这些小碳簇 解离主要表现为均裂方式。     

直链小碳簇Cn(n=3～6)微正则解离速率常数的RRKM理论计算(Ⅰ)

用从头计算法研究小碳簇的解离通道及其动力学.以MP2/6-31G^*精度优化直链C₃,C₄,C₅,C₆及其过渡态的结构,并对它们进行振动分析.在此基础上计算了各解离通道的能垒,并根据RRKM理论估算各个通道的微正则解离速率.计算结果表明,这些小碳簇的解离主要表现为均裂方式.     

直链小碳簇Cn(n=7～10)微正则解离速率常数的RRKM理论计算(Ⅱ)

用从头算法研究直链小碳簇C₇,C₈,C₉和C₁₀的解离通道及其动力学.在MP2/6-31G^*精度上优化了这些碳簇及其过渡态的结构,并对它们进行了振动分析.计算了各解离通道的活化能,并根据RRKM理论估算了各个通道的微正则解离速率,计算结果说明它们的主要解离通道为裂解C₃碎片的方式,这与实验所观察到的小碳簇的解离方式完全一致.     

A novel bimetallic chain based on [Mo(Cn)<Subscript>8</Subscript>]<Superscript>3−</Superscript> and Eu<Superscript>3+</Superscript> ions as building blocks

A novel Mo^V-Eu^III bimetallic chain, {[Eu^III(Phen)(DMF)₄][Mo^V(CN)₈] · i-C₃H₇OH · 3H₂O} _n (I) (DMF = N,N′-dimethylformamide; Phen = phenanthroline), has been constructed by the reaction of [Mo(CN)₈]^3? with Eu³⁺ and phenanthroline in mixed solvent DMF/i-C₃H₇OH. Complex I is confirmed as a chain structure by X-ray structural analysis. The neighboring chains interact with each other by one type of face-to-face π…π stack with the distance of 3.5522(10) Å. Thus complex I has been extended to a 2D network.