第二过渡金属双核物的从头算研究 Ⅱ:四羟基桥联双核物的化学键

本文用从头计算方法讨论第二过渡金属M2(O2CR)4L2体系的电子结构(采用有效核芯势价基), 计算结果表明, 金属原子M-M间除了定域的σ,π键以外, 还有一个离域的大π键, 大π键由金属与配体四羟基组成, 这种电子结构较好地解释了多年来波谱实验提出的疑问。     

NiO（100）面小分子（CO，NO，O_2）吸附的DV－X_α嵌入簇模型研究

采用在晶体场中嵌入原子簇的量子化学ＤＶ－Ｘ_α方法，计算了小分子ＣＯ、ＮＯ、Ｏ_２等在ＮｉＯ（１００）面上阳离子吸附位上的吸附行为，发现有两种不同的作用存在于ＸＯ／ＮｉＯ（１００）吸附体系中，一种是表面电场对吸附分子的静电作用，大小顺序为：ＣＯ＞ＮＯ＞Ｏ_２；另一种是吸附分子与表面原子间的轨道相互作用，大小顺序为：ＮＯ＞Ｏ_２＞ＣＯ．ＣＯ与表面的相互作用主要是静电作用；在ＮＯ以及Ｏ_２分子的吸附中，静电作用和轨道相互作用都有贡献。定性解释了ＸＯ分子吸附的ＩＲ光谱行为．     

原子团簇Ge_7的结构与稳定性

用分子图形软件设计出多种锗原子团簇Ge7的模型,并进行B3LYP密度泛函几何构型优化和振动频率计算,得到8种稳定的同分异构体结构。在锗原子团簇中,大部分原子以三、四、五配位成键。根据分子的总能量,最稳定的Ge7构型为D5h构型。Ge7稳定结构中高配位原子越多,构型越稳定。     

HNCHCN成键特征的价键理论

采用现代价键理论之一的键表酉群方法,结合Pauling的共振理论,建议了一个选择重要价键结构的方案。该方案能获得可靠直观的化学反应成键图象。对异构化反应HNCHCN进行了成键特征的价键理论研究,在从头算水平上解释了一些重要的成键特征,如HCN比HNC稳定,反应中CN键先伸长后缩短及反应中只有H迁移变化,CN键始终未断裂等。计算结果表明,只需少量价键结构就可对此异构化反应给出直观清晰的物理图象。     

H_3~+体系基态和电子激发态的价键方法研究

本文应用价键理论的键表酉群方法,讨论H_3~+体系的基态及其几个低激发态,研究了该体系处于激发态时价键结构的变化,得到H_3~+体系的基态为等边三角形,第一激发态为直线型,第二、三激发态为等腰三角形,且基本简并.     

有机铁磁体氮氧自由基模型的从头算研究

本文利用从头算UHF及MP微扰方法研究了氮氧自由基与其邻近的共轭原子的磁性耦合情况,并且通过从头算UHF方法对一系列共轭型的氮氧双自由基体系基态自旋的研究,得出了氮氧自由基之间在共轭体系中出现铁磁性耦合的拓扑规则。基于上述计算结果及规则,我们提出了几种有机铁磁体的氮氧自由基模型,并设想了可能的合成途径。此外,利用UHF-CO法研究了其中一种模型的电子结构,结果表明这一模型是一种有希望的有机铁磁体。     

量子化学研究NO在铜负载金红石表面降解反应

应用密度泛函方法结合嵌入簇模型对NO在铜负载金红石表面的吸附与降解进行了研究，计算结果表明NO分子解离以氧端吸附形成N₂O中间体然后解离N₂和 O₂.过程，另一条途径为NO双分子直接解离。通过能量学计算揭示了生成N₂O中间体对降解NO更为有利。     

锰团簇Mn5和Mn6结构与磁性的分析

用密度泛函方法对过渡金属Mn₅, Mn₆的各种可能构型, 在PW91/ZoraTZ2P水平上进行了理论研究. 计算结果表明: 构型是自旋变化、磁性的敏感因素, Mn₅最稳定构型为弱铁磁性的三角双锥体(磁矩为3, D_3h). Mn₆的最稳定构型为铁磁性的畸变八面体(磁矩为16, C_4v). 各种异构体虽然多重度不同, 但每个原子的自旋极化度均在3以上. 构型稳定与否取决于原子间的交换耦合作用, 而原子间的这种作用又与自旋极化度的方向、大小息息相关.     

Qualitatively graph-theoretical study on stability and formation of fullerenes and nanotubes

Kekule structures of different carbon species have been determined. On the basis of Kekule structure and C-C bond counts as well as the surface curvature, stability of diverse carbon species, driving force for curling of graphite fragments and formation of fullerenes and nanotubes, have been discussed. Curling of graphite flat fragments, end-capping of nanotubes, and closure of curved structures are driven by a tremendous increase in Kekule structures as terminal carbon atoms couple their dangling bonds into C-C o bonds. The increasing tendency becomes particularly striking for large cages and nanotubes. Resonance among numerous Kekule structures will stabilize the curved structure and dominate formation of closed carbon species. For similar carbon cages with comparable Kekule structure counts in magnitude, the surface curvature of carbon cages, as a measure for the strain energy, also plays an important role in determining their most stable forms.     

桥基原子对金属—金属作用的影响

本文借助EHMO法得到的Mulliken集居数和经验公式,讨论了过渡金属原子簇分子构型的稳定性和桥基与金属原子形成的平面距离D对其稳定性的影响。指出可用D值与实验上得到的距离d值的差别,判断过渡金属原子簇化合物金属—金属作用的强弱。