硫氰根桥联双核镍配合物磁学性质理论研究

基于DFT-BS方法,对μ_(1,3)-NCS桥联双核镍配合物[Ni_(2)(L2)_(2)(μ_(1,3)-NCS)_(2)(NCS)_(2)]磁学性质进行研究,在B1P86/def2-TZVP(-f)水平下计算的J_(calc)值与实验值最接近,可用于描述其磁学性质。磁轨道分析表明,磁轨道由顺磁中心二价镍离子3d_(x_(2)-y_(2))、3d_(_(z)2)轨道和桥联配体NCS-的π型分子轨道组成,通过Ni-N-C-S-Ni通道实现其磁交换作用。同时,通过改变两个顺磁中心二价镍离子之间的距离,进一步研究了其磁构关系,发现μ_(1,3)-NCS桥联双核镍配合物磁耦合常数与Ni···Ni距离之间呈现线性相关,随Ni···Ni距离的增加,顺磁中心Ni(Ⅱ)离子的Mulliken自旋密度增大,其磁耦合常数J_(calc)逐渐减小。

叠氮桥对双核镍配合物磁性影响的密度泛函理论研究

结合对称性破损(BS)方法,采用不同的密度泛函理论(DFT)对反铁磁性μ-1,3-N3-Ni(II)叠氮配合物[LNi2(N3)](Cl O4)2(L=pyrazolate)的磁特性进行了研究.结果显示,杂化密度泛函理论(HDFT)的计算结果与实验数据非常吻合,能够准确描述配合物的磁特性.磁轨道研究结果表明,配合物表现出较大的单占据轨道能量劈裂(0.93-0.99 e V),显示配合物的单占据轨道去简并化程度较大,且配合物中的2个磁通道(叠氮基、配体pyrazolate)中都分别存在有氮原子之间的p轨道重叠,这些都使得体系表现为反铁磁耦合作用.另外,配合物的磁性与叠氮桥和两金属离子间形成的二面角(τ,Ni-N-N-N-Ni)密切相关,τ从-55.38°逐渐变化到-1.5°的过程中,其反铁磁性逐渐增强,交换耦合常数(Jab)的绝对值逐渐增大,并在-11.95°处达到最大值(Jab=-151.02 cm-1).在此过程中,配合物中叠氮桥及其所连接的2个Ni离子与pyrazolate基配体L-中的2个桥原子N(4)、N(5)形成的七元环共平面性不断增强,即共平面性会诱导增强体系的反铁磁相互作用.

硝基环丁烷炸药及其衍生物表面静电势与感度理论研究

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平上,研究了硝基环丁烷及其衍生物和硝基环己烷C-NO_2和N-NO_2键的中点、环上方分子表面静电势及其统计量,建立了三种标题化合物实验撞击感度h50与分子表面静电势及其统计量之间的定量关系.结果表明,这些模型的相关性较差.然而,环张力贡献的引入使其相关性增强.作为一种表征分子全局性质的物理量,分子表面静电势可用于预估炸药分子的感度.随着实验数据的增多,建立撞击感度h_(50)与分子表面静电势及其静电势的统计量之间的定量关系是有必要的.

含稀土钆异双核配合物磁耦合常数的密度泛函理论计算

采用DFT-BS方法在不同泛函和基组下计算了配合物LGdCu(NO3)3的磁耦合常数,计算结果表明在PBE0/TZP水平下得到的计算值与实验值很接近,应用到其他含稀土钆的异双核配合物体系,得到的结果与实验值也较吻合,表明该方法可用于预测Gd-M配合物体系的磁学性质。

以希夫碱1H—吡唑—3—羧酸为配体的铜配合物磁性理论研究

采用密度泛函理论结合对称性破损态方法,以希夫碱为配体的四核铜配合物[Cu4(L)4]·2MeOH·2H2O·DMF(L=希夫碱)为研究对象,选取其中邻近的双核铜为理论模型进行计算,分析不同密度泛函方法和基组对同一配合物磁耦合常数的影响效果.研究表明,4种混合密度泛函DFT方法(B3P86,B3LYP,B3PW91,PBE0)的计算值都与实验观察到的值-20.2cm-1相一致,其中用PBE0方法计算所得值最符合实验值;在PBE0的方法下,用不同基组(6-31G,SDD,LANL2DZ)进行计算,发现磁交换耦合常数Jab对基组有依赖性.研究结果表明,两个Cu(Ⅱ)离子之间的反铁磁作用主要源于单占据分子轨道SOMOS的能量劈裂和原子间轨道重叠.

氧桥联席夫碱GdCo双核配合物磁学性质理论研究

采用DFT-BS方法,以氧桥联GdCo希夫碱双核配合物为研究对象,采用B3LYP泛函在混合基组(Gd/SARC-TZV、Co/TZV、其他SVP)下,选择DHK2相对论效应,数值积分精度使用4.0,计算所得结果与实验测量值最吻合。Mulliken自旋密度分析和分子磁轨道分析显示,磁中心Gd(Ⅲ)主要是自旋极化作用,Co(Ⅱ)主要是自旋离域作用。磁中心间的耦合作用通过氧桥(即Gd1-O_3-Co2和Gd1-O_4-Co2)的超交换作用实现,磁中心间有较强的轨道相互作用,磁轨道主要是由Gd的4^(f_(z^2x))轨道、Co的3^(d_(x^2-y^2))轨道和桥O原子的2p_z轨道组成。

环己烷a、e键位取代衍生物稳定性的理论研究

采用DFT B3LYP/6 31G(d ,p)水平的几何全优化方法 ,对环己烷a、e键取代以及不同取代基 (甲基、苯基 )的一元取代衍生物进行了计算 ,从总能量、前线轨道能量、键能、分子的空间位阻和电子效应等微观角度对衍生物的稳定性进行了比较。结果表明 :对同一取代基在不同位上 ,e键位取代比a键位更稳定 ;对同一位上的不同取代基 ,大基团比小基团更稳定。

酚氧桥联希夫碱Gd~ⅢCu~Ⅱ双核配合物磁学性质理论研究

采用DFT-BS方法,选择GGA、混合泛函、meta-GGA方法和不同基组对酚氧桥联席夫碱Gd~ⅢCu~Ⅱ双核配合物[Cu(valaepy)_2Gd(O_2NO)_3]磁学性质进行研究。结果表明,在B3P86/TZVP(Gd为SARC2-DKH-QZVP)水平下计算的数值与实验值最吻合。分子磁轨道分析表明,分子磁轨道主要由Gd~Ⅲ离子的4f轨道、Cu~Ⅱ离子3d_(x^2-y^2)的轨道、席夫碱中酚氧桥联配位O原子的p轨道组成。自旋布居分析表明,Gd~Ⅲ以自旋极化为主,Cu~Ⅱ以自旋离域为主。

氧桥联希夫碱GdNi双核配合物磁学性质理论研究

采用密度泛函理论结合对称性破损态方法,选择四类方法和不同基组对氧桥联希夫碱Gd~ⅢNi~Ⅱ双核配合物[Ni(HL)(H_2O)(tfa)Gd(hfac)_2]磁学性质进行研究。结果表明,在PW91/TZVP(Gd为SARC2-DKH-QZVP)水平下计算的数值与实验值最吻合。分子磁轨道分析显示,分子磁轨道主要由顺磁中心Gd(1)的4f轨道、顺磁中心Ni(2)的3d_(xz)与3d_(x^2-y^2)轨道、席夫碱配体提供的桥联配位O原子和三氟乙酸根离子提供的桥联配位O原子的p轨道组成。自旋布居分析表明,Gd(1)以自旋极化为主,Ni(2)以自旋离域为主。

7-取代喹唑啉酮共振异构化的量子化学计算

采用量子化学中的密度泛函理论方法(DFT),在B3LYP/6-31G*水平和标准状况(298.15K,101.325kPa)下分别计算了7-取代喹唑啉酮和其异构体的热化学参数(Hθ,Gθ).频率计算表明,优化的结构均为稳定的构型;热化学方程计算结果说明,通常情况下该类化合物均以7-取代喹唑啉酮的形式存在.

铁磁性EE叠氮桥联双核铜配合物磁学性质理论研究

采用密度泛函理论结合对称性破损态方法,选择局域密度近似、广义梯度近似、混合泛函、meta-GGA四类方法和不同基组计算铁磁性μ_2-1,3 N_3叠氮桥联配合物[Cu_2(L2)_2(μ_2-1,3-N_3)_2(Cl O_4)_2]磁耦合常数。结果表明,在TPSS0/def2-TZVP水平下计算的数值与实验值最吻合。分子磁轨道分析显示,分子磁轨道主要由顺磁中心Cu(1)、Cu(2)的3d_(z2)轨道、3d_(xz)轨道、桥联配体N_3^-中N原子的p组成。自旋布居分析表明,顺磁中心Cu(1)、Cu(2)间相互作用以自旋离域为主。

不同量子化方法计算β-HMX分子结构的比较

利用Gaussian98软件包,在HF/6-31G,DFT-B3LYP/6-31G和MP2/6-31G基组水平下,优化了HMX分子的结构。从理论上分析了HMX的结构(键长、键角、二面角)。实验和计算结果表明,在B3LYP/6-31G水平下的理论值接近β-HMX的X衍射实验值。采用相同的密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,不同基组如6-31G,6-31++G,6-311++G**,对计算结果影响不大,表明B3LYP/6-31G基组水平下的计算结果能够满足对β-HMX的结构优化。量化计算了不同水平下β-HMX原子的净电荷分布和前线轨道能量,结果表明,充分考虑电子相关性的B3LYP方法计算结果最合理。

丙烯与氧原子反应机理的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-31+G(d,p)理论水平上对丙烯与氧原子的反应机理进行了研究.对反应物、产物、中间体及过渡态进行了优化,并通过内禀反应坐标(IRC)计算和振动分析对反应过渡态进行了确认.计算结果表明,氧原子与丙烯可以快速复合形成多种中间体,然后经历异构化、解离反应生成各种产物如CH3CH2CHO、CH3COCH3、不饱和烃以及H2O、OH、H.丙烯与氧原子反应通道主要有异构化、置氢和脱水反应3个过程.

氰酸桥联双核铜配合物磁性理论研究

采用密度泛函理论和对称性破损态方法(DFT-BS),研究氰酸桥联双核铜配合物的磁性.结果表明,用混合密度泛函(B3LPY,B3P86,B3PW91)计算所获得的结果与实验值符号相同,B3P86/SDD水平下的计算结果与实验值最接近;其单占据分子轨道SOMOs能量劈裂小,两个Cu离子间有弱的铁磁作用,该配合物存在自旋离域效应.

硅取代并五苯的结构及磁性研究

本文中我们理论设计了一类硅取代并苯,并且采用DFT和CASSCF方法计算并分析了其结构和电子性质。研究表明,硅取代并苯从一个环到四个环仍保持闭壳层单重态(CS态)基态属性,扩展到五个环即硅取代并五苯时,体系开始以开壳层破损态单重态(BS态)为能量基态并具有明显的双自由基性质,这与母体并五苯是闭壳层\单重态基态的情况截然不同。同时,其BS态能量基态导致其内部具有明显的反铁磁性,这使得硅取代并五苯具有了构建磁性可控反铁磁性材料的应用潜力。这项工作为设计开发并苯基磁性材料提供了一个合理思路,具有一定的应用意义。

氧桥联稀土钆双核配合物磁学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论结合对称性破损态方法,选用氧桥联稀土钆双核配合物为研究对象,通过与实验值比较,探讨了不同泛函与基组对计算磁耦合常数的影响.结果表明,在B3LYP/TZV水平下(Gd为SARC-TZV),相对论效应采用DHK2方法,计算结果与实验测量值-0.022 5cm^(-1)最接近.不同体系测试结果显示,可在该水平下预测新合成稀土钆双核配合物的磁学性质.Mulliken自旋密度分析可知磁中心Gd以自旋极化为主.键级分析表明,2个磁中心之间的磁耦合作用通过桥联氧原子的超交换作用实现.分子磁轨道分析显示2个磁中心间存在较强的轨道相互作用,其磁轨道主要是由钆原子的4f_z^3,4f_z^2_x轨道和桥联氧原子的2pz轨道组成.

吡唑/草酸根混合配位的非对称双核铜配合物磁性的理论研究

基于密度泛函理论结合对称性破损态方法,选择不同的泛函方法和基组研究吡唑/草酸根混合配位的非对称双核铜配合物的磁学性质。结果表明,在B3LYP/def2-TZVP水平计算的磁耦合常数为-127.24cm-1,与实验值-129cm-1基本吻合,可准确描述吡唑/草酸根混合配位的非对称双核铜配合物的磁学性质。磁轨道和自旋布居分析表明,顺磁中心Cu(Ⅱ)与桥联配体草酸根离子间存在较强的轨道相互作用,其磁轨道主要由顺磁中心Cu(Ⅱ)的3dx2-y2轨道、桥联配体草酸根离子的π键组成,顺磁中心Cu(Ⅱ)主要是自旋离域机理。配合物磁性与结构关系的研究表明,随着结构参数τ的增加,顺磁中心HS态和BS态自旋密度的平方差和自然磁轨道间重叠积分的平方随之增大,反铁磁性相互作用的贡献增大,配合物磁耦合常数J值减小。

羧酸桥对反铁磁性EO叠氮铜双核配合物磁性影响的理论研究

基于密度泛函理论结合对称性破损态（DFT-BS）方法,运用不同的密度泛函和基组对反铁磁性EO叠氮铜双核配合物[Cu2（dmpe）2（μ1,1-N3）2（CH3COO）]＋的磁性质进行研究.结果显示,杂化泛函计算的结果与实验数据非常吻合,能够准确描述反铁磁性EO叠氮铜双核配合物的磁性质.磁轨道分析表明,配合物中存在3个磁通道（2个叠氮桥、1个羧酸桥）,磁通道中N原子、O原子与顺磁中心二价铜离子间都存在pd轨道重叠,对体系反铁磁性耦合相互作用都有贡献.从自旋布居分布角度来看,该配合物中顺磁中心间主要是自旋离域作用.配合物中羧酸桥传递强反铁磁性相互作用,使得顺磁中心间磁轨道的重叠增加,体系的反铁磁性相互作用增强.

氧桥联GdNi双核配合物磁性与结构关系理论研究

基于密度泛函理论结合对称性破损态方法(DFT-BS),相对论效应选择DKH2,运用不同的密度泛函和基组对GdNi双核配合物[Ni(3-MeOsaltn)(MeOH)(ac)Gd(hfac)_2]的磁性质进行研究。结果显示,B3LYP泛函计算的结果与实验数据非常吻合,能够准确描述Gd Ni双核配合物的磁性质。磁轨道和自旋布居分析表明,顺磁中心Gd~Ⅲ主要是自旋极化作用,顺磁中心Ni~Ⅱ主要是自旋离域作用。顺磁中心Gd~Ⅲ、Ni~Ⅱ与桥联氧原子之间存在较强的轨道相互作用。磁轨道主要由顺磁中心Ni~Ⅱ的3dz2和3dx2-y2轨道、酚氧桥联配体中氧原子的2pz轨道、醋酸桥中氧原子的2pz轨道和顺磁中心Gd~Ⅲ的4fxyz、4fz2x轨道组成。随着Gd-O-Ni键角的增大,顺磁中心HS态和BS态自旋密度的平方差随之减小,反铁磁性相互作用的贡献减小,配合物磁耦合常数增大。

邻香草醛GdNi双核配合物磁学性质的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论结合对称性破损态方法,选择不同的密度泛函方法和基组研究了以邻香草醛为主要配体的Gd~ⅢNi~Ⅱ双核配合物的磁学性质.结果表明,在TPSSh/TZVP(Gd为SARC-DKH-TZVP)水平下计算的磁耦合常数与实验值最吻合,能够准确描述配合物的磁学性质.磁轨道分析表明,顺磁中心Gd~Ⅲ和Ni~Ⅱ通过2个桥联氧原子O(3)和O(4)的超交换作用通道传递其铁磁性相互作用,其磁轨道由顺磁中心Gd~Ⅲ的4f_(z^3)轨道、桥联配体邻香草醛中酚氧原子的2p_y轨道、顺磁中心Ni~Ⅱ的3d_(z^2)轨道和3d_(xy)轨道组成.自旋布居分析显示,顺磁中心Gd~Ⅲ以自旋极化作用为主,顺磁中心Ni~Ⅱ以自旋离子作用为主,且Ni~Ⅱ离子的自旋离域作用对桥联配体的影响大于Gd~Ⅲ的自旋极化作用.