D_(3d)[E_3ME_3]~(2-)(E=P,As;M=Ni,Pd,Pt):含η~3-P_3~-和η~3-As_3~-配体的最小无机三明治配合物

C4H42-、C5H5-(Cp-)及C6H6(Ar)等有机配体可以与过渡金属形成典型的三明治夹心化合物.作为CH的等电子体,P可以取代CH与过渡金属形成混合型三明治配合物,例如:CpNiP3,CpFeP5,[CpMPnMCp]等.2002年,Schleyer等首次成功地合成了以η5-P5-为配体的不含碳的无机三明治配合物[P5TiP5]2-;2007年,Chen等采用密度泛函方法预测了含P4四元环的[P4MP4]n-三明治结构.本文采用密度泛函和从头计算方法首次系统地研究了含η3-P3-和η3-As3-三元环配体的过渡金属三明治配合物D3d[E3ME3]2-(E=P,As;M=Ni,Pd,Pt)(图1),对该系列化合物进行了结构优化、频率分析、自然轨道分析和光谱性质预测.结果表明,三元环状P3-和As3-与五元环状P5-和As5-具有类似的芳香性,可能作为新颖配位形成一大类过渡金属夹心化合物.[E3ME3]2-满足18电子规则,交错型单重态D3d[E3ME3]2-是该七原子体系的全局极小,而重叠型单重态D3h[E3ME3]2-在能量上略高(2.0kcal/mol),其他二维和三维结构则远非稳定(24kcal/mol).作为体系的全局极小,D3d[E3ME3]2-是在实验上可能合成的最小无机三明治夹心结构.在[E3ME3]2-系列配合物中,配位中心M携带的电荷为+0.07|e|～+0.27|e|,Wiberg键级为1.84～2.22;配体E原子携带的电荷为-0.35|e|～-0.38|e|,Wiberg键级为2.93～2.98.配体原子间以单键(WBIE-E=1.03-1.07),配体E和配位中心M间的Wiberg键级为WBIM-E=0.31-0.37,体现典型的配位成键特点.显然,与实验已知的[P5TiP5]2-类似,在[E3ME3]2-体系中配位中心M向配体E3发生了部分电荷转移,E3三元环表现为电子受体.轨道分析表明,该夹心化合物体系存在典型的离域π键(图1).体系存在较大NICS(-18.1～-24.8ppm),表明其芳香性本质.引进Li+阳离子可以有效稳定[E3ME3]2-二价阴离子,形成含交错型Cs[E3ME3]Li-和C2h[E3ME3]Li2.Cs[E3ME3]Li-的第一计算电子剥离能介于2.7～2.9eV,位于355nm激发光能量(3.496eV)范围之内.     

As-5、[As5M]-、[As5MAs5]2- (M=Ti,Zr, Hf)的结构和芳香性

用密度泛函理论(DFT)研究了As-5、[As5M]-和[As5MAs5]2- (M=Ti, Zr, Hf)的结构、频率、能量以及芳香性, 详细讨论了体系中不同类型的键和电子如化学键、孤对电子、核电子等对总的核独立化学位移(NICS)的影响. 结果表明, As-5、[As5M]-和[As5MAs5]2-的基态结构分别具有D5h、C5v和D5h对称性, 而且都具有芳香性. As-5 (D5h)的芳香性主要来源于As—As π键和As—As σ键的作用. [As5M]-(C5v)中各种As—M键的NICS分割值占主要优势, 其次是As—As之间形成的σ键. [As5TiAs5]2-(D5h)中, As—As π键的作用占主要优势. [As5ZrAs5]2-(D5h)中, As—As π键对体系总的NICS贡献相对减小, 而As—Zr键的作用增强. [As5HfAs5]2-(D5h)的芳香性主要来自As—Hf键的作用.     

杂硼原子簇B6X-(X=N, P, As, Sb, Bi)稳定性和芳香性研究

利用Gaussian 98程序, 采用从头算和密度泛函理论方法, 对B6X-(X=N, P, As, Sb, Bi)杂硼原子簇进行了理论研究, 优化得到了其稳定平衡构型, 讨论了其振动光谱和稳定性等, 通过自然键轨道(NBO)、分子轨道(MO)和核独立化学位移(NICS)分析, 确定这些杂硼原子簇都有离域的π电子和σ电子成键轨道, 满足4n+2电子规则, 具有芳香性, 与纯B6- 或B62- 原子簇呈反芳香性不同.     

杂苯C5H5X（X=N,P,As,Sb,Bi）芳香性的核独立化学位移（NICS）与异构体稳定化能（ISE）研究

应用量子化学方法,通过核独立化学位移(NICS)和异构体稳定化能(ISE)的计算,研究了苯及第五主族元素取代杂苯分子C5H5X(X=N,P,As,Sb,Bi)的芳香性与稳定性.局域轨道定位函数局部最大值的计算结果表明,分子中C—X成键强度与实验稳定性顺序一致.从头算与密度泛函理论对分子的化学位移计算结果各异,计算值与实验值相关分析表明,Hartree-Fock方法对所研究体系的NICS比密度泛函理论具有更好的相关性.在分子环平面上方0.8～0.9处的NICS是芳香性判据的最佳选择,由自然定域分子轨道分解NICS最大处的zz张量值,结果显示π键对分子的芳香性起主要贡献.异构体稳定化能与NICS(max)的zz张量及π键(NICS(max)zzπ)均有很好的相关性,可以表征杂苯分子C5H5X全局芳香性,其顺序为:苯>吡啶>磷杂苯>砷杂苯>锑杂苯>铋杂苯.特别地,对这类分子π轨道的研究发现不包含X原子的π轨道将产生异常大的π键芳香性,这一现象可为分子磁性设计提供理论指导.     

(1,3,5-C3P3H3)M与(1,3,5-C3P3H3)2M (M=Ti,V, Cr)配合物的结构与芳香性

运用密度泛函理论研究了(1,3,5-C3P3H3)M和(1,3,5-C3P3H3)2M (M=Ti,V,Cr)的结构、键合能以及芳香性.结果表明:低自旋的(1,3,5-C3P3H3)M和(1,3,5-C3P3H3)2M基态结构分别具有C3v和D3h对称性.金属与配体间为共价作用,二者之间存在σ、π和σ三种成键方式.V的三明治配合物的解离方式与Ti和Cr的三明治配合物不同,前者为分步解离,后两者则为一步解离.其中(1,3,5-C3P3H3)2Cr(D3h)的第一解离能最大,配合物最稳定.这些三明治和半三明治配合物都具有中心芳香性、内芳香性和外芳香性,且中心芳香性均大于自由配体(1,3,5-C3P3H3)的中心芳香性,芳香性主要贡献来源于π键和金属原子的孤对电子.内芳香性按照Ti、V、Cr的顺序依次增大,且内芳香性明显要大于外芳香性.高自旋的半三明治(1,3,5-C3P3H3)Ti(C3,5A1)与单重态(1,3,5-C3P3H3)Ti (C3v,1A1)相比,配体的变形性增大,稳定性增加,且C平面中心芳香性和内芳香性均增大,但P平面的中心芳香性却降低.     

一维链状配位聚合物[Cu(en)_2]_2[Cu(en)_2·α-As_8~ⅢV_(14)~ⅣO_(42)(HPO_4)]·8H_2O的合成与晶体结构

钒氧化合物由于其有趣的阴离子结构和在催化反应、药物化学以及材料科学等领域中的应用而受到人们的关注[1,2].近年来,一些具有1D链、2D层和3D开放骨架结构的钒氧化合物陆续被报道[3~7].由于柔软的V—O—V键和其可调变的多面体,一些金属原子(如W,Mo,P,As等)可被引入钒氧团簇而形成异构的或新的氧簇结构.在笼状的[As8V14O42]4-阴离子中可包含一些小的无机分子(如SO23-、SO42-、H2O或HPO24-)[8~14].我们[10]曾报道了[As8V14O42]4-笼内包含HPO4基团的化合物[Co(en)3]2·2H3O·[As8V14O42(HPO4)]·2H2O.本文通过在As-V反应体系…     

新颖的[CuI(dpq)2]+配合物阳离子修饰的砷钒酸盐[Cu(dpq)2]4[As8V14O42(H2O)]·2H2O的水热合成与结构表征

采用水热方法制备了一个新颖的[CuI(dpq)2]+配合物阳离子修饰的砷钒酸盐[Cu(dpq)2]4[As8V14O42(H2O)]·2H2O, X射线单晶衍射结果表明, 该化合物的结构是由4个[CuI(dpq)2]+阳离子和1个[As8V14O42(H2O)]4-簇阴离子以及2个结晶水组成的, 簇阴离子内部包含一个孤立的水分子.     

新型二维草酸根桥联配合物 {[Cu(en)~2]~4[KFe(C~2O~4)~3]~4}~n的合成、结构 和磁性

合成了一个新型草酸根桥联的二维配合物{[Cu(en)2]4[KFe(C2O4)3]4}n,并进行了晶体结构测试和磁性研究.晶体结构分析显示:K+离子为罕见的八配位环境,2个C2O42-和2个或1个K+离子长程桥联2个FeⅢ离子,形成一个二维网状的[KFe(C2O4)3]n2n-骨架,[Cu(en)2]2+单元通过(en)N-H…O(C2O4)氢键与[KFe(C2O4)3]n2n-骨架连接.变温磁化率测量表明:FeⅢ与FeⅢ间存在着弱的磁相互作用,J=-0.17cm-1.     

[CuNRR']4类簇合物中Cu的共价和化学键

化学工作者合成了很多含多个Cu(I)的化合物, 但是这类化合物中是否有直接的Cu—Cu成键的问题一直没有解决. 文中用密度泛函方法研究了[CuNRR']4型簇合物, 几何结构优化的结果和试验符合得很好, 定域化后的分子轨道表明有四个Cu—Cu σ 键形成正方形的Cu₄­环, 另外每相邻的两个Cu原子之间有Cu—N—Cu桥键相连, 共有4个这种3中心4电子Cu—N—Cu桥键. 并且还提出一种新的分子片的共价的概念描述这类簇合物中的化学键.     

铍-铍金属链夹心配合物D_(4d)[Be_n(C_4H_4)_2]~(2-)及[Be_n(C_4H_4)_2]Li_2(n=2~8)（英文）

采用密度泛函理论方法(B3LYP和BP86)在6-311+G(d,p)基组水平上系统研究了新颖的铍-铍金属链夹心配合物D_(4d)[Be_n(C_4H_4)_2]~(2-)及[Be_n(C_4H_4)_2]Li_2(n=2~8)的几何结构、电子结构、成键特征及热力学稳定性。结果表明,具有交错式D4d对称性的D_(4d)[Be_n(C_4H_4)_2]~(2-)及[Be_n(C_4H_4)_2]Li_2为体系势能面上的真正极小。自然键轨道(NBO)、分子中的原子(AIM)及分子轨道分析表明,该系列夹心配合物中铍-铍间主要以共价键为主,而配体与铍-铍链之间则主要以离子键为主。核独立化学位移(NICS)分析表明配体在该系列配合物中具有π芳香性。稳定的夹心配合物锂盐[Be_n(C_4H_4)_2]Li_2(n=2~8)有望通过C4H4Li2/C5H-5配体交换反应进行制备,该系列配合物将进一步丰富多核夹心配合物研究领域。     

[Pt2(P2O5H2)4]4-和[Pt2(P2O4CH4)4]4-基态和激发态性质的理论研究

采用从头计算MP2和CIS方法分别优化等电子双核d8配合物[Pt2(P2O5H2)4]4-和[Pt2(P2O4CH4)4]4-的基态和激发态结构.结果表明基态Pt-Pt距离分别为0.2905和0.2987nm,与实验的0.2925和0.2980nm符合.NBO计算的Pt-Pt键级以及Pt原子间伸缩振动说明Pt-Pt相互作用具有吸引本质.CIS计算揭示电子激发到Pt-Pt的σ(pz)成键轨道使得相互作用增强.保持激发态几何,含时密度泛函理论(TD-DFT)计算的溶液发射分别为449和475nm,与实验值512和510nm接近.     

硼氮杂薁基[4]螺烯的设计合成及性质研究※

本工作设计合成了分别含有B—N键和C=C键的薁基[4]螺烯类分子1a/1b和2, 其中B—N键和C=C键互为等电子体. 紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安测试和理论计算结果表明B—N键可以调控共轭骨架的电子结构及芳香性. 单晶结构表明1a具有螺旋几何构型, 晶体中存在P和M两种对映异构体. B—N键具有部分双键性质, 硼氮六元环具有一定的芳香性. 大位阻基团2,4,6-三甲基苯基(Mes)使得1b在三氟乙酸(TFA)作用下不会发生类似于1a的脱硼化, 而是发生和2相似的可逆质子响应, B—N键对薁单元的质子响应性质无明显影响. 三配位的硼原子可以进一步和氟离子配位, 使得1a对氟离子有明显的选择性响应, 而1b则因大位阻的Mes取代基的存在对氟离子无明显的响应性. 本工作报道了新型薁基硼氮杂螺烯及全碳螺烯分子, 为薁基多环芳烃的“自下而上”合成及性质研究提供了参考.     

铍-铍金属链夹心配合物D4d [Ben(C4H4)2]2- 及[Ben(C4H4)2]Li2 (n=2–8)

中文：采用密度泛函理论方法(B3LYP和BP86)在6-311+G(d,p)基组水平上系统研究了新颖的铍-铍金属链夹心配合物[Ben(C4H4)2]2- 及 [Ben(C4H4)2]Li2 (n=2–8) 的几何结构、电子结构、成键特征及热力学稳定性。结果表明,具有交错式D4d 对称性的[Ben(C4H4)2]2-及[Ben(C4H4)2]Li2 为体系势能面上的真正极小。自然键轨道(NBO)、分子中的原子(AIM)及分子轨道分析表明该系列夹心配合物中铍-铍间主要以共价键为主,而配体与铍-铍链之间则主要以离子键为主。核独立化学位移(NICS)分析表明配体在该系列配合物中具有π芳香性。稳定的夹心配合物锂盐[Ben(C4H4)2]Li2 (n=2–8)有望通过C4H4Li2/C5H5-配体交换反应进行制 备,该系列配合物将进一步丰富多核夹心配合物研究领域。     

D3d[E3ME3]^2-（E=P,As;M=Ni,Pd,Pt）：含η^3-P3^-和η^3-As3^-配体的最小无机三明治配合物（摘要）

C4H42^-、C5H5^-（Cp^-）及C6H6（Ar）等有机配体可以与过渡金属形成典型的三明治夹心化合物.作为CH的等电子体,P可以取代CH与过渡金属形成混合型三明治配合物,例如：CpNiP3,CpFeP5,[CpMPnMCp]等.2002年,Schleyer等首次成功地合成了以η5-P5-为配体的不含碳的无机三明治配合物[P5TiP5]^2-;2007年,Chen等采用密度泛函方法预测了含P4四元环的[P4MP4]^n-三明治结构.     

新的四帽Keggin结构的金属-氧簇合物[NiMo12O40H10{Ni(H2O)3}4]的水热合成与结构表征

多金属氧酸盐 (也称金属 -氧簇 )由于在催化、材料及医药等领域的应用日益广泛而备受关注 .近年来 ,一些新颖的非经典结构的化合物不断被合成出来 .如带二帽的 Keggin结构化合物 [V15O4 2 ]9- [1] ,[PV14 O4 2 ]9- [2 ] ,[As V14 O4 2 ]9- [3 ] ,[{ Mo8V7O4 2 } 2 ]14 - [4 ] ,     

锇杂苯的电子结构及芳香性

使用密度泛函理论及片段轨道相互作用分析方法,研究了典型的锇杂苯的电子结构和芳香性.结果表明,锇碳六员环具有较好的环平面性及键的离域性,占据的锇dxz轨道与碳环的3π空轨道之间的反馈π键相互作用,使得环上离域π电子数满足Hückel的4n+2规则,计算的环外质子化学位移、同键反应芳香性稳定化能、绝对硬度和磁化率增量数据均表明锇杂苯具有芳香性.     

Hydrothermal Synthesis,Crystal Structure and Fluorescence Spectrum Studies of a Supramolecular Compound {[2-(2-Pyridyl)benzimidazoleH_2]~(2 )·[SbCl_5]~(2-)}_2

A new supramolecular compound,{[2-(2-pyridyl)benzimidazoleH2]2 ·[SbCl5]2-}2,was synthesized by the hydrothermal reaction of o-diaminobenzene,2-pyridinecarboxylic acid and SbCl3 in 1:1 HCl solution,and characterized by chemical analysis,elemental analysis,IR spectra,thermogravimetric analysis and fluorescence spectra. The crystal structure was deter-mined by X-ray single-crystal diffraction. The crystal belongs to the monoclinic system,space group P21/c,with a=16.0397(13),b=14.3189(12),c=15.6370(13),β=105.8980(10)°,V=3454.0(5)3,Z=4,C24H22Cl10N6Sb2,Mr=992.48,Dc=1.909 g/cm3,μ=2.366 mm-1,S=1.010,F(000)=1920,R=0.0254 and wR=0.0555. The coordination anion,[SbCl5]2-which is a distorted tetragonal pyramid,is composed by coordinating action with Sb3 ion and five adjacent chloride ions. Every four coordination anions of [SbCl5]2-form a biquaternion ring structure through the secondary bonding of Sb···Cl. Moreover,the compound adopts a three-dimensional network supramolecular structure because of the hydrogen bonds and π-π stacking between the rings and the 2-(2-pyridyl)benzimidazole divalent cations. The title compound also shows good fluorescent behaviors.     

新型笼状同多钒酸盐[Ni(1,10′-phen)_3]_2·[V_2~ⅣV_8~ⅤO_(26)]的水热合成和晶体结构

尽管多金属氧酸盐 (POMs)的研究已有 1 80多年的历史 ,但大量的 POMs结构在最近几十年才被陆续解析出来 [1～ 4 ] .其中 ,同多钒酸盐由于钒配位几何形状的多样性 ,结构最为丰富 ,例如 :[V4 O12 ]4- [5] ,[V5O14 ]3 - [6] ,[V10 O2 8]6- [7] ,[V15O4 2 ]9- [8] ,[V13 O3 4 ]3 - [9] .值得注意的是 ,在这些化合物中 ,钒的化合价均处于最高氧化态 +5价 .由于 +4价钒不易在溶液中 (尤其是水中 )稳定存在 ,因此在以往的常压溶液合成中具有混合价态的同多钒酸盐报道很少 .与饱和价态的同多钒酸盐相比 ,混价多钒酸盐具有更为新奇的电荷分布…     

N原子对取代NH_4H_2PO_4盐类晶体的二次谐波发生的影响(英文)

从N—H键在取代NH4H2 PO4盐的 [AH]4 [H2 PO4]类晶体中的突出作用出发 ,作者对几个 [AH]4 [H2 PO4]型晶体的二次谐波发生进行理论上的研究 (这里A =伯、仲、叔胺 )。并对这一类晶体的二次谐波发生和其亚结构单元 [AH]+ 中N原子上的净电荷之间的依赖关系进行了估计。     

螺桨烷型分子BX[(CH_2)_n]_3和BX(CH_2)[CH(CH_2)_nCH](X=N,P)的结构和性质

采用密度泛函理论(DFT)研究了螺桨烷型分子BX[(CH2)n]3和BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P;n=1-6)的结构、稳定性、化学键和电子光谱性质.计算结果表明这些分子都是稳定的.BX[(CH2)n]3(X=N,P;n=1-6)的最高占据分子轨道(HOMO)和最低空分子轨道(LUMO)之间的能隙均大于5.20 eV,其中BN[CH2]3和BP[CH2]3的能隙超过7.0 eV,与C5H6的能隙(7.27 eV)很接近,BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P;n=1-6)的能隙在6.80 eV左右.所研究分子能量的二阶差分表明BN[(CH2)3]3、BP[(CH2)4]3及BX(CH2)[CH(CH2)2CH](X=N,P)是最稳定的.BX[(CH2)n]3的Wiberg键级表明除了BN[(CH2)n]3(n=2和6)中不存在B―N键,其它化合物中B和N均形成了化学键,BP[(CH2)n]3中除了BP[(CH2)2]3不存在B―P键,其它的均存在.电子密度的拓扑分析表明N―B键属于离子键,而P―B键具有共价键特征.BX[(CH2)n]3(X=N,P)的第一垂直激发能分别在191.1-284.8 nm和191.8-270.1 nm之间,BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P)的第一垂直激发能分别在190.5-199.7 nm和209.0-221.3 nm之间.