金属碳笼化学反应的理论研究（Ⅰ）——Ti8C12^＋＋CH3I→Ti…

用量子化学从头计算方法对反应Ｔｉ８Ｃ１２＾＋＋ＣＨ３Ｉ→Ｔｉ８Ｃ１２＾＋－Ｉ＋ＣＨ３·进行了理论研究，对Ｔｉ８Ｃ１２＾＋只能与一个卤素原子结合的实验事实给予了合理的理论解释。     

大气气溶胶吸湿性及其对环境的影响

吸湿性是气溶胶重要的物理化学特性,不仅会影响气溶胶的生命周期和大气行为,还会对大气环境、气候和人体健康产生重要影响。本文简要介绍了气溶胶吸湿参数和热力学模型,对粒径、化学组分以及多组分共存等因素对气溶胶吸湿性的影响进行分析,进一步总结了城市、农村森林和海洋极地等不同区域气溶胶吸湿观测结果。吸湿增长因子g(RH)、散射吸湿增长因子f(RH)和吸湿性参数κ等常用吸湿参数可以衡量气溶胶的吸湿能力;Zdanovskii-Stokes-Robinson(ZSR)混合定律和各种热力学模型能预测不同化学成分气溶胶的吸湿能力,是研究多组分混合气溶胶和气相平衡的重要工具。粒径、化学组分和混合状态影响气溶胶的吸湿性,如气溶胶g(RH)、潮解点或风化点的改变。由于排放源和环境条件的不同,城市、农村、森林、海洋、极地地区气溶胶粒径分布、化学组分和混合状态具有差异,气溶胶吸湿性不同。气溶胶吸湿性直接影响气溶胶含水量和相态,改变气溶胶的大气化学过程、老化过程和大气寿命,还影响环境能见度、辐射效应和在人体内的沉积位置和毒性。通过总结吸湿参数、理论模型、实验室研究、外场观测和环境影响等多方面的最新研究成果,以期为未来的吸湿研究提供参考和借鉴。     

C_(120)(NH_2)~+的电子结构和光谱的理论研究

用ＩＮＤＯ系列方法对Ｃ１２０ＮＨ２＋进行了理论研究，结果表明：质子化后的Ｃ１２０ＮＨ２＋较稳定，且离子中两碳笼间仍有弱的相互作用，Ｃ１２０ＮＨ２＋可以失去质子成为中性分子．Ｃ１２０ＮＨ２＋的电子光谱与Ｃ１２０ＮＨ的光谱相似．     

C40,Nb@C40^＋,La@C40^＋的从头算研究

用量子化学从头算方法研究了Ｃ４０、Ｎｂ＠Ｃ４０＾＋，Ｌａ＾＠Ｃ４０＾＋的几何构型和电子结构，Ｃ４０最稳定构型具有Ｄ２对称性。Ｌａ和Ｎ原子内含于Ｃ４０笼中，形成金属夹心碳笼Ｎｂ＠Ｃ４０＾＋、Ｌａ＠Ｃ４０＾＋。Ｃ４０结合能大于Ｍ＠Ｃ４０＾＋（Ｍ＝Ｎｂ，Ｌａ）。     

CnSi(n=49,50)的理论研究

用量子化学从头算方法研究了C_nSi(n=49,50)的各种可能的构型.结果表明,C₄₉Si为硅取代碳笼C₅₀中一个碳原子而形成的骨架硅杂碳笼,C₄₉Si与C₅₀相比稳定性较低,化学活性较高.C₅₀Si有两种类型结构:Ⅰ为外接型,Ⅱ为四连接型.计算结果表明,对C₅₀Si,外接硅型化合物更稳定,即Ⅰ为主要成分.计算结果与实验结果是一致的.     

TinC2n(n=1-6)分子簇的量子化学从头算研究

用量子化学从头计算方法研究了TinC2n(n=1-6)分子簇的几何构型和电子结构。这些TinC2n分子簇以TiC2为结构单元, 通过C-C或Ti-C键进一步连接而逐渐长大。研究结果可以较好地解释实验现象, 并说明Metcars的形成机理。     

金属碳笼(Met-Cars)化学反应的理论研究 2: Ti8C12与H2O,C2H4生成Ti8C12(H2O)8和Ti8C12(C2H4)4反应的ab initio研究

用量子化学从头计算方法, 研究了Ti8C12分别与H2O, C2H4作用形成Ti8C12(H2O)8, Ti8C12(C2H4)4的反应。计算结果表明, 在Ti8C12(H2O)8中, 电子由H2O向Ti8C12转移, 在Ti8C12(C2H4)4中, 电子由Ti8C12向C2H4转移。从Ti8C12生成Ti8C12(H2O)8能量降低, 稳定性增加, 生成Ti8C12(C2H4)4能量升高, 稳定性减小。     

C120NH的电子光谱和结构的理论研究

用INDO系列方法对双笼化合物C₁₂₀NH进行了理论研究,并预测C₁₂₀NH的形成缓解了C₆₀NH中亚胺基三元环处的角张力,从而较稳定;两碳笼直接键连使其相互间有较弱的相互作用,N仍具有较强的捕获质子能力,且有一定选择性;C₁₂₀NH的电子光谱与母体C₆₀及C₁₂₀O和C₁₂₀CH₂相似.     

钒硫团簇V2S2+、V3S4+的结构和稳定性

用ab initio分子轨道方法(RHF,UHF)和密度泛函(DFT)方法研究了团簇V2S2+、V3S4+的各种可能的几何构型和电子结构,所得理论计算能较好地解释有关实验结果.     

利用紫外光电子能谱-质谱研究CF3自由基的大气光化学反应

利用建立的光化学反应装置和自行研制的紫外光电子能谱-光电离质谱(PES-PIMS),对CF3自由基与O2和CO的光化学反应进行了研究.对不稳定物种CF3OC(O)OOC(O)OCF3的电子结构以及电离解离的机理进行了分析研究.结果表明,CF3OC(O)OOC(O)OCF3的光电子能谱上出现的两个谱带分别来源于氧原子的孤对电子和CF3基团上F原子的孤对电子的电离,其中前者比后者更容易电离.实验得到CF3OC(O)OOC(O)OCF3的第一垂直电离能为13.21eV,而利用OVGF方法得到的计算值为13.178eV,二者吻合很好.结合光电离质谱,发现在HeI紫外光辐射下,CF3OC(O)OOC(O)OCF3发生一次电离后,母体离子通过C—O键的断裂发生异裂,随后形成碎片离子CF3OCO 和CF3 .研究表明,结合光化学反应装置的紫外光电子能谱-光电离质谱有望在瞬态物种的大气光化学反应研究中得到广泛应用.