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。     

过渡金属氧化物(M2O5)+m=1,2(M=V, Nb, Ta)与C2H4气相反应机理的密度泛函研究

采用密度泛函理论研究了过渡金属钒族氧化物阳离子团簇(M2O5)+m=1,2(M=V, Nb, Ta)与C2H4气相反应机理. 反应为(M2O5)m++C2H4→(M2O5)m-1M2O4++C2H4O, 反应物先化合生成C—O键相连的化合物, 经过过渡态后M—O键断裂, 从而发生氧原子转移到碳氢化合物上的反应. 对于V2O5+与C2H4的反应, 存在经顺式和反式两种过渡态结构路径, 从能量上看, 经反式过渡态结构的路径更有利. 计算结果表明, 发生反应时C2H4与钒氧化物阳离子反应大量放热, 而与铌、钽氧化物阳离子反应却放热较少甚至不放热, 这与实验结果一致. 钒、铌、钽氧化物阳离子团簇发生氧转移反应活性不同的原因是金属-氧键的强弱不同所致.     

CO_xM_(4—x)异金属四面体簇羰基化合物的量子化学研究

本文对十个CO_xM_(4-x)异金属四面体簇合物体系进行了量化计算(DV-X_a方法)。结果表明:CO_xM_(4-x)异金属簇与Co_4四面体簇化学键相似,但其他金属(M)的引入,使四面体簇价带收缩,Co的3d能级展宽,体系费米能级升高。在Co与Fe、Ru等ⅦB族元素形成的双金属簇中,Co在簇中所占比例愈大,贡献的电荷就愈多;而在Co与Mo、W等ⅥB族元素形成的四面体簇中,Mo、W为电荷主要提供者。     

Pt2M2异金属四核原子簇化合物成键规律探讨

对十二个Ｐｔ２Ｍ２四核异金属簇化合物进行了量子化学ＤＶ－Ｘα方法的计算与讨论，探讨了这些原子簇的成键规律，它们大致可分为三类：Ｐｔ与Ⅷ族金属形成的四核簇，Ｐｔ尽量保持自己原有的价电荷；Ｐｔ与ⅥＢ族金属形成的原子簇，ⅥＢ族元素是电荷的主要提供者，Ｐｔ与ＩＢ族金属形成的原子族，体系主要由配体ＰＰｈ３提供电荷，并提出，簇合时，三苯基膦酸体起电子调节作用，环戊烯基配体起推电子作用，从能带分析，ⅥＢ族或ＩＢ     

过渡金属团簇Nbn、Con(n≤4)和NbxCoy(x+y≤8)的芳香性

采用杂化密度泛函(DFT)方法优化了过渡金属纯团簇Nbn, Con(n≤4)和二元铌钴团簇NbxCoy(x+y≤8)的结构, 并计算了较稳定结构的NICS(核独立化学位移)值, 分析这些过渡金属团簇的成键情况, 讨论不同轨道对各过渡金属团簇芳香性的贡献, 发现在过渡金属团簇中, 除了具有s、p轨道贡献的σ、π芳香性外, 很重要的地d轨道的参与而形成的δ芳香性.     

六核钽铑二元混合簇合物的几何和电子结构

采用密度泛函理论对六核钽、铑八面体纯簇及其混合簇的几何结构和电子性质进行了研究.计算结果表明:大部分钽铑混合簇稳定构型的对称性均较低,为C1或Cs点群,只有[Ta2Rh4Cl4H8(CN)6]4-团簇的稳定构型对称性较高,为C2h或C4v点群;混合簇的最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道(LUMO)能隙(ΔEH-L)均较小,介于0.52-1.00eV之间;混合簇的前线轨道主要由骨架金属原子的d电子贡献,随着Rh原子替代Ta原子个数的递增,Ta—Rh键对混合簇稳定构型所起作用逐渐增加,Ta—Ta键所起作用减小,而Rh—Rh键为非键或反键性质.     

C60离子撞击固体表面的坍塌和沉积(Ⅲ)——量子化学从头算研究

C60因其构型的特殊性--由12个五边形和20个六边形构成的具有Ih对称性的球体,并且每个C原子所处环境的相同性--都位于2个六边形和1个五边形的顶点,因而具有特殊的结构稳定性.在以往激光或碰撞实验中,C60相当稳定,具有很高的解离能.     

计算机模拟原子簇的稳定构型和能量性质

用密度泛函(DFT)方法研究了铜原子簇Cu~n(n=2,3,4,6)的稳定几何构型和电子结构。通过拟合从头算势能面构造铜原子簇势能函数的双体、三体及四体项,并利用该函数和全局优化“Basin-Hopping”算法得到较大铜原子簇(n=13～56)能量极小的结构,计算结果与实验及其它计算结果相一致。     

TixNy团簇结构的密度泛函研究

采用杂化密度泛函方法(B3LYP)和有效核势基组预测了Ti_xN_y (x≤3, y≤2)团簇的结构及稳定性, 并分析了可能存在构型的电子结构. 结果表明Ti₂N中体系的自旋多重度由Ti原子决定. Ti₃N中随着N的配位数增加, N的负电荷增加, 平均每个Ti向N提供约0.3个电子. 从Ti₂N₂可能稳定构型分析, 成键数目越多, 能量上越有利, 且Ti—N键的数目的增加, 将削弱N—N间的成键.