羰基化合物在Si(100)表面[2+2]环加成和α-H裂解反应的选择性

最近研究表明: 丙酮能与半导体Si(100)表面发生[2+2]环加成和α-H 裂解反应形成相应的Si―C键或Si―O键, 在半导体材料的合成方面具有重要意义. 为进一步弄清不同羰基化合物在Si(100)表面的反应机理,本文应用密度泛函理论方法在B3LYP/6-311++G(d,p)//6-31G(d)水平上较为系统地研究了一系列羰基化合物CH₃COR (R=CH₃, H, C₂H₅, C₆H₅)与Si(100)表面的反应. 研究结果表明: 不论是[2+2]环加成反应还是α-H 裂解反应都对应较低的反应势垒(小于25 kJ·mol^-1); 环加成反应的势垒比α-H 裂解反应的势垒略高; 羰基上的取代基对反应势垒的影响较少; α-H裂解反应产物为动力学和热力学控制产物; 对丁酮来说, 1-位和3-位H原子的裂解反应都比较容易, 势垒相差很小. 这些结果表明羰基化合物与Si(100)表面的反应将得到多种产物.     

给电子基团对吲哚染料电子结构和吸收光谱的影响

利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT), 分别基于B3LYP和PBE1PBE方法研究了一系列含有不同给电子基团的吲哚染料分子(ID1-ID3)的电子结构和吸收光谱性质. 重点比较了不同电子给体对染料的分子结构、吸收光谱以及其在电池中的光伏性能的影响. 结果表明从ID1、ID2到ID3, 随着电子给体中苯环数目的增加, 吲哚分子上的共轭效应逐渐增大, 导致吲哚分子最高占据分子轨道-最低未占据分子轨道(HOMO-LUMO)之间的能隙变窄, 分子的吸收光谱发生红移. 染料分子的吸收光谱和LUMO能级分别影响染料的吸光效率和光电转化过程中电子的注入过程, 从而使其二者成为决定电池光伏性能的重要参数. 综合考虑上述两个参数对电池性能的贡献, 通过理论研究证实, 在ID1-ID3系列染料中, ID3具有较长的吸收谱带、较大的分子消光系数和合适的LUMO能级, 从而表现出最为优越的光伏性能, 这与实验得出的结论很好地吻合.     

Chemical Reactivity of Tetrasulfur Tetranitride: Synthesis,Physical Properties,and Structural Characterization of the Amorphous Phase Cu7S4N4

Tetrasulfur tetranitride, S₄N₄, reacts with elemental Cu within inert solvents to a black‐blue material of approximate composition Cu₇S₄N₄ which is totally amorphous to X‐rays and which cannot be made crystalline by either thermal treatment or electron radiation. Cu₇S₄N₄ explodes if heated above 234 °C or when subjected to mechanical shock to eventually yield copper(I) sulfide; this together with the characteristic infrared spectrum of Cu₇S₄N₄ indicates the presence of molecular S₄N₄ units inside the amorphous phase. The metastable nature of Cu₇S₄N₄ is also mirrored by electron microscopy which furthermore allows the structural characterization of its degradation products. Based on experimental EXAFS data offering characteristic Cu—N and Cu—S distances, a theoretical crystalline approximant of Cu₇S₄N₄ was suggested and structurally optimized by density‐functional total‐energy calculations including periodic boundary conditions. This model incorporates a central S₄N₄ unit bonded to three shells of Cu atoms of different functionalities; in addition, a partial rupture of the S₄N₄ unit is likely to allow for a lowering of the total energy of the metastable phase. The latter observation supports the impossibility to make Cu₇S₄N₄ crystallize using ₄N₄ crystallize using whatever kind of measures.     

On the Donor Ability of the Phosphaneiminato Substituent and Cube Formation with Transition Metal Fragments

The particular role of the phosphaneiminato ligand as a donor is investigated for a) nitrenes (phosphinidenes) and carbenes and b) cubane formation with transition metals. Accordingly, and as shown for the case a) the ligand is a stronger π‐donor than an amino group and can be considered as a special case of imine‐type substituents. The latter are very effective in π‐donation. In the case b), i.e. the cubane formation with transition metals, one has to consider transition metals with a partially or completely filled d‐shell (with electrons). Hence depending on the transition metal, cubanes are build with weak ferromagnetic coupled or closed shell systems. For the cubanes with closed shell character the matter of insertion of halide anions is discussed. In the last chapter of the review the bond stretching in the dithionitrosyl complexes with rhenium is characterized.     

Lindqvist型钼酸盐修饰的碳纳米管二阶非线性光学性质的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)方法研究了[Mo₆O₁₉]^2-修饰的单壁碳纳米管的非线性光学(NLO)性质. 结果表明, [Mo₆O₁₉]^2-修饰的单壁碳纳米管作为特殊的有机-无机杂化体系, 具有显著的二阶非线性光学响应. 通过调整[Mo₆O₁₉]^2-与纳米管之间的角度, 体系的稳定性显示出规律性的变化趋势, 且二阶NLO响应发生了变化. 对静场二阶极化率(β_vec)有主要贡献的电子跃迁特征表明, [Mo₆O₁₉]^2-与碳纳米管之间角度的改变影响了分子内的给受体特征. 当角度达到30°时, 化合物显示出最大的β_vec值, 此时杂多阴离子簇为电子受体, 而碳纳米管为电子给体. 此外, 在碳纳米管的端位连接电子给体(如氨基)可有效地增大β_vec值.     

Ge@C82结构及性质的理论研究

采用密度泛函理论方法,对Ge@C82的结构及性质进行计算研究.结果表明,由于包合Ge,C82碳笼平均键长增长,碳笼增大,而且Ge原子略微偏离碳笼中心.三重态的C2Ge@C82为能量最低结构.自然布居分析表明,C2C82与Ge之间未发生电子转移,可以用C2Ge@C82来表示它的结构.C2C82和C2Ge@C82的红外光谱计算结果显示,二者的主要区别为C2Ge@C82在1100～1200 cm-1区间的吸收峰变得更尖锐.     

Ag在MgF2(010)表面吸附的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势法, 对MgF2(010)面及吸附Ag的构型进行了优化, 并计算了MgF2(010)面吸附Ag体系的吸附能、 电子结构和光学性能. 结果表明, MgF2(010)面能隙低于体相, 态密度分裂, 出现表面态. Ag在MgF2(010)面的吸附属于稳定的化学吸附, 最佳吸附位为最外层F的四重穴位. 吸附机理主要表现为Ag的4p轨道与第二层的Mg的2p和3s轨道之间发生相互作用, 有少量电荷从Ag向Mg迁移. 吸附Ag后, 可见光波段的光吸收增加, Ag吸附后将使体系在可见光波段出现吸收峰.     

MALDI质谱检测蛋白质与富勒醇的非共价复合物

基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱由于受到酸性基质、样品制备、激光诱导聚合和基质加合物的形成等条件的限制而难以用于非共价复合物的检测.本文以芥子酸为基质,观察到蛋白质与富勒醇的特殊相互作用,一些质谱特征,如质量数迁移、宽的加合峰和定量结合比表明,在蛋白质和富勒醇之间形成了特殊的非共价复合物.其中,血红蛋白与富勒醇的结合比是1:4,而肌红蛋白与富勒醇的结合比是1:1.实验结果表明:富勒醇可用来保护血红蛋白,有在酸性介质中防止其分解的作用.因此,通过在基质组份中添加特性有机化合物保护被测样品,有可能实现用MALDI质谱测定四级结构蛋白质的分子量.     

聚合物共混物脆韧转变性能研究 Ⅲ.分散相形态参数之间的关系

为了研究形态（特别是分散状态）对聚合物共混物韧性的影响，建立了准网络形态模型，定义了分散相分布系数（ξ，０＜ξ１），并给出其物理意义，推导了基体层厚度的计算公式，研究了形态参数的变化对基体层厚度的影响．对于常见的无规形态，ξ≈１．对于准网络形态，ξ＜１，并且不是常数．计算结果表明，减小ξ和分散相粒径及其分布、增大其体积分数有利于减小基体层厚度．从理论上证明了准网络形态比无规形态更有利于减小基体层厚度．     

聚合物共混物脆韧转变性能研究 Ⅱ准韧性聚合物共混物脆韧转变的几何模型

给出了分散相粒间基体层厚度Ｔ与分散相粒径（ｄ）、粒径分散度（σ）和分散相体积分数（）的定量关系式．发现σ对Ｔ的影响与有关，不仅Ｔ随σ的增大而增大，而且越大，这种影响越显著．用计算机图像分析仪直接测定了聚氯乙烯／丁腈橡胶、聚丙烯（ＰＰ）／三元乙丙橡胶、ＰＰ／乙烯 醋酸乙烯酯共聚物共混物的Ｔ，发现这三种共混物的Ｔ近似于对数正态分布．理论预示与实验结果很好符合．