芳香性的本质—π对称场效应能FEπ的研究（Ⅱ）

在［１］的工作基础上，进一步以ＦＥπ－Ｅｄｅｌｏｃ环－∑／ｉ＝１（２ｎβ－ＲＥ）／Ｎｉ＋３√ｎ－０．１∑πｅ－６／６对辐射多烯分子，轮烯等系列分子场效应能计算；阐述“π对称性”的普遍性。提出一种新的分子结构稳定性判据△Ｆｄ５Ｅ，该判据也适应芳香性的判定。     

芳香性的本质—场效应能研究（I）

本文提出了对称的分子、离子中的群核场与壳层电子流形成的电势能——对称电场效应能，对分子结构的稳定化作用。计算了１５０个分子的共振能ＲＥ、场效应能ＦＥπ、分子总能Ｅπ总。结果应用于解释许多分子，离子的特殊稳定性及芳香性本质，具有明确的物理意义和广阔的应用前景。     

芳香性新判据——拓扑共振能

介绍了芳香性判据研究的最新成果拓扑共振能及其应用。     

全金属阳离子团簇X(X＝Au，Ag，Cu)芳香性的理论研究

运用密度泛函理论(B3LYP)、从头算方法(HF, MP2),对全金属阳离子团簇X(X＝Au, Ag, Cu)的稳定结构、振动频率、原子化能(atomization energy, AE)、最高占据态和最低空轨道能隙(homo-lumo gap)与电子总能量(考虑了零点能ZPE)作了理论计算.全金属阳离子团簇X(X＝Au, Ag, Cu)的稳定结构是D3h.在此基础上,研究了全金属阳离子团簇X(X＝Au, Ag, Cu)环状平面结构D3h的两种磁性质：各向异性磁化率(χanis)和核独立位移(NICS).计算结果表明：环状平面结构的全金属阳离子团簇X (X＝Au, Ag, Cu)具有很强的芳香性特征.对它们的分子轨道分析表明,环状平面全金属阳离子团簇X (X＝Au, Ag, Cu)具有多重芳香性,两个σ分子轨道和一个π分子轨道对全金属阳离子团簇X (X＝Au, Ag, Cu)的芳香性起着重要的作用.     

全金属团簇XCu_3~(2-)(X=Au,Ag,Cu)芳香性的理论研究

运用密度泛函理论(B3LYP)、从头算方法(HF,MP2)对3种新的二阶负离子全金属团簇XCu32-(X=Au,Ag,Cu)的稳定结构、振动频率与电子总能量(考虑了零点能ZPE)作了理论计算.在此基础上,对最稳定结的平面C2v结构的两种磁性质:各向异性磁化率(χanis)和核独产位移(NICS)进行了研究.计算结果表明,XCu32-团簇具有很强的芳香性.对它们的分子轨道分析表明,平面C2v结构的XCu32-团簇具有多重芳香性,σ、π和δ分子轨道对XCu32-团簇的芳香性都起着重要的作用.     

全金属团簇Be32-芳香性的理论研究

将芳香性概念扩展到全金属团簇Be32-,运用密度泛函理论（B3LYP,B3PW91）,从头算方法（MP2）,对全金属团簇Be32-,NaBe3-和Na2Be3的稳定结构、振动频率与电子总能量（考虑了零点能ZPE）作理论计算．计算的结果显示,NaBe3-和NaBe32-团簇中包含一个正三角形的阴离子Be32-．并根据芳香性的平面、电子结构、核独立化位移（NICS）以及它们的分子轨道几个标准进行分析．分析的结果指出,2个离域化的π电子遵循4n＋2电子计算规则,并且呈现出π芳香性．     

全金属团簇Gan(n=3,4,5)芳香性的密度泛函理论研究

根据密度泛函理论,对Gan(n=3,4,5)团簇和Gan-(n=3,4,5)进行了几何结构优化和结合能计算,并对其电子结构及成键特性进行了分析.由核独立化学位移(NICS)和分子轨道(MO)数据分析,确定团簇均具有芳香性,且以π电子芳香性为主.     

有机小分子、离子芳香性的密度泛函研究Ⅱ.芳香性与磁性材料设计

在B3LYP水平、6－31＋G（d）基组上分别计算了单重态和三重态4nπ电子的有机轮烯离子C5H5^＋和C6H6^ 的芳香性和构型。根据几何、能量和磁性判据，发现4nπ电子轮烯单重态具有反芳香性，而三重态具有芳香性，且其三重态能量比单重态能量低。因此具有Dnh对称性的4nπ电子轮烯可以提供基态具有未成对电子的顺磁中心，用于分子基磁性材料的合成。     

五元氮杂环的芳香性和稳定性

自然界中许多含有五元环的有机物都具有芳香性,其中这些五元环大部分是由(CH)单元和N原子组成的。(CH)单元和N原子是等电子体,笔者对一些五元杂环及其正负离子的稳定性和芳香性的规律进行了详细的研究。选用从头算和密度泛函理论方法,用cc-p VDZ基组对五元氮杂环及其正负离子的几何结构进行了优化,同时对它们的能量和频率进行了计算,得到了一些具有稳定平面结构的氮杂环和其正负离子。并在相同的计算水平下,对这些稳定结构的核独立化学位移(NICS)和谐振子模型的芳香性(HOMA)进行了计算,利用这两个判断标准对这些结构的芳香性进行了讨论,并得到了有关这些结构的稳定性和芳香性的一些规律。     

化合物CeCuIn和PrCuIn的磁性与晶场效应

基于晶场理论,模拟Szytu(l)a小组的磁化率实验结果,得到了稀土化合物CeCuIn,PrCuIn的晶场分裂能和相应波函数.计算表明,Kramers离子Ce3+在晶场效应的作用下,基态简并部分消除得到了双重态,而非Kramers离子Pr3+分裂为5个双态.模拟得到的磁化率倒数随温度变化曲线与实验结果吻合得很好.     

三元团簇X_3(X=S,Se,Te)的结构与芳香性(英文)

使用B3LYP,MP2和CCSD(T)3种方法研究了三元团簇X3(X=S,Se,Te)的几何结构,振动频率,原子化能和总能量.计算的核独立化学位移(NICS)指出在三元结构上存在强的电子环流.详细的分子轨道分析指出有一个高度离域化的σ和一个π分子轨道,它们在多重芳香性中有重要的作用.     

氧化钙(100)、(110)和Ca-terminated(111)表面性能的第一性原理研究

【目的】对氧化钙(100)、(110)和Ca-terminated(111)的表面能、表面弛豫及电子结构进行系统研究。【方法】运用基于密度泛函理论的第一性原理计算体系的表面性能,计算过程采用6层原子和15真空层的Slab模型。【结果】计算得到的氧化钙体相晶格常数合理地符合实验值。氧化钙(100)面的表面能最低因而最稳定,更容易暴露。(110)面表面能介于(100)和Ca-terminated(111)面之间,Ca-terminated(111)面的表面能最高而最不稳定。(100)表面弛豫程度最弱,Ca-terminated(111)表面弛豫程度最明显,而(110)表面弛豫程度则介于(100)和Ca-terminated(111)面之间。(100)表面Ca-O和Ca-Ca之间的电子云强烈重叠,共价成键特征突出,稳定性高。Ca-terminated(111)表面只存在Ca-Ca原子间电子云重叠,且杂化程度明显变弱,因此Ca-terminated(111)面的稳定性最低,(110)面的稳定性居于(100)面与Ca-terminated(111)面之间。【结论】氧化钙中(100)面的表面稳定性能最好,(110)面次之,Ca-terminated(111)面稳定性最差。     

碳纳米管用于场效应晶体管的应用研究

 传统硅晶体管在微小化方面遇到瓶颈,碳纳米管作为一维量子材料,成为未来晶体管最具潜力的候选者。介绍了几种典型的碳纳米管场效应晶体管结构的基本工作原理及独特性能;着重介绍了近年来几种常见的碳纳米管场效应晶体管,并结合其结构与工作原理,论述了一系列技术革新和性能改进;总结了碳纳米管场效应晶体管未来需解决的几个重要问题。     

共轭分子结构与其性质关系——Ⅵ、二茂铁的三维芳香性

本文用休克尔型分子轨道模型,采用铁的5个d轨道与上下两个茂环的2P_z轨道重迭的方法,计算了二茂铁与其相关化合物的共轭能。得出这些化合物具有三维芳香性的结论。     

芳香性与环伸缩振动拉曼光谱相关性的理论研究

本研究采用密度泛函理论B3LYP方法对芳香性分子LnHn(L=C、Si、Ge,n=3~8)进行几何优化及NICS和拉曼光谱的计算,进而计算其环伸缩振动拉曼光谱频率与NICS数值间的相关系数,并以C6H6为例进行了环伸缩振动拉曼光谱理论计算值与实验测定值间一致性的比对研究。研究表明,C6H6的环伸缩振动拉曼光谱理论计算值与实验测定值相对误差在1.8%以内,LnHn(L=C、Si、Ge,n=3~8)系列芳香性分子的芳香性大小判别指标NICS理论计算值与其环伸缩振动拉曼光谱频率理论计算值间存在高度正相关,即芳香性越大,其环伸缩振动频率也越大。预测可通过测定芳香性物质的环伸缩振动A1′或A1g拉曼光谱频率的大小来实现对其芳香性大小的实验定量测定。     

碳纳米管薄膜场效应晶体管的初步研究

硅电子器件是微电子科技中最重要的一类器件,它对二十世纪的科技发展起了重要的影响。但是小型化,高速,低能耗和散热的问题,使硅器件越来越难满足发展的需求。碳以很多形式出现,如金刚石,石墨,富勒烯和纳米管,无定型碳等。和氢结合以后,可以得到一系列的有机物。碳基材料范围很广,包括小分子和聚合物,它们包括绝缘体,半导性能和导电聚合物,具有开关性能,具有超导性能和磁性能等。将来碳基电子将有可能取代硅电子器件。固态碳有两种成键方式,sp3和sp2成键形式。在它的sp2成键形式中,如富勒烯和石墨,碳是半导体性能的。富勒烯的衍生物如C60和C70已经被用于制备有机薄膜晶体管。石墨本身尽管在电子器件中没有很多的应用,但是如果它按一定角度卷成管状——纳米碳管。碳纳米管具有独特的电学和力学性能,自1991年被发现以来,立即引起了各国科学家的广泛兴趣,其研究热情有增无减。由碳纳米管制备纳米电子器件,这可能是集碳纳米管各种物理化学性能于一体的,实现其巨大潜能的终极目标。     

一种类芳香性金属配合物的亲电取代反应研究

合成了一种不对称类芳香性Ｎｉ（ Ⅱ） 金属有机配合物，通过芳酰化试剂对配合物中Ｎｉ（ Ⅱ） 离子对位具有富电子性的次甲基的亲电取代反应性研究，获得了５ 个新的芳酰化金属有机配合物，并用元素分析及其它光谱分析手段进行了表征．亲电取代反应的发生说明了这类金属配合物具有类芳香性，并为改善其光、电性能提供了良好的途径．     

稀土化合物CePd1- xRhx的磁性与晶场效应

采用结晶场参数拟合的方法对Sereni研究小组的CePd1-xRhx(x=0.65,0.70,0.80,0.87)样品的磁化率实验结果进行了计算模拟.结果表明:x=0.65,0.70,0.80,0.87时,样品的第1激发能分别为5.9,7.2,10.1,13.8 meV,总激发能分别为50.9,62.9,69.3,85.6 meV.在晶场效应的作用下,稀土Ce3+基态简并部分消除得到了双基态,模拟得出的CePd1-xRhx磁化率倒数随温度的变化曲线与实验结果相吻合.     

全金属阳离子团簇X+3（X=Au,Ag,Cu）芳香性的理论研究

运用密度泛函理论(B3LYP)、从头算方法(HF,MP2),对全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)的稳定结构、振动频率、原子化能(atomization energy,AE)、最高占据态和最低空轨道能隙(homo-lumo gap)与电子总能量(考虑了零点能ZPE)作了理论计算.全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)的稳定结构是D3h.在此基础上,研究了全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)环状平面结构D3h的两种磁性质:各向异性磁化率(χanis)和核独立位移(NICS).计算结果表明:环状平面结构的全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)具有很强的芳香性特征.对它们的分子轨道分析表明,环状平面全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)具有多重芳香性,两个σ分子轨道和一个π分子轨道对全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)的芳香性起着重要的作用.     

固体二氧化氯稳定性能研究

研究了温度、p H值、水质硬度、酸释剂、消毒洗涤剂中常用表面活性剂和助剂对固体 Cl O2稳定性的影响。结果表明 :在 35℃以下 ,p H值≥ 9.0条件下 ,固体 Cl O2较稳定 ;水质硬度及常用表面活性剂和助剂对 Cl O2稳定性无明显影响 ;粉末状固体 Cl O2在应用时应根据使用目的不同 ,适时调整产品与酸释剂混合比例来控制Cl O2释放速度。