负离子全金属团簇Ga4^2-的芳香性的从头算理论研究

运用密度泛函理论的三种方法(B3LYP、B3PW91、PW91PW91)与Mφller-plesset二级微扰方法(MP2)和极化分裂阶基基组6-311 G(3df)，对二阶负离子全金属团簇Ga4^2-与多种一阶负离子团簇MGa4^-(M=Li、Na、Cu)稳定构型与振动频率作了计算，其中二阶负离子全金属团簇Ga4^2-最稳定的构型是正方形结构(D4h)。接着，从团簇结构、非局域π电子数目、分子轨道图形和Ga4^2-同MGa4^-在结构与谐振频率、谐振模式的对比等多方面论述了Ga4^2-正方形结构(D4h)的芳香性特征。     

全金属负离子团簇Ga42-、 In42-芳香性的磁特征与多重芳香性

运用密度泛函理论的两种方法(B3LYP、B3PW91)与二级微扰方法(MP2),对二价负离子全金属团簇Ga42-、In42-的稳定结构、振动频率与电子总能量作了计算.在此基础上,运用B3LYP与HF两种方法,着重对最稳定的正方形结构的Ga42-、In42-团簇的两种磁性质:各向异性磁化率与核独立化学位移进行了研究.计算结果表明,正方形结构Ga42-、In42-团簇具有很强的芳香性.接着对它们进行细致的分子轨道结构分析,揭示了正方形结构Ga42-、In42-团簇具有多重芳香性,一个非局域π分子轨道与两个非局域σ分子轨道对此两种金属团簇的芳香性都起了重要作用.     

Se7环两种构型的结构和红外振动光谱的理论研究

在从头算层次上采用自洽场Hartree-Fock(SCF-HF)与密度泛函理论(DFT) 的定域自旋密度泛函SVWN和杂化泛函B3LYP方法以及6-31+G(d)基组,计算优化了Se7环cha ir和boat两种分子构型。以B3LYP/6-31+G(d)优化的结构为基础,计算了Se7环两种构型 的红外振动光谱,标定了这两种构型的各个简谐振动模式的对称性。计算结果与前人的理论 、实验数据进行了比较。     

X3+ (X=Sc, Y, La)阳离子团簇d轨道芳香性的理论研究

本文运用密度泛函（DFT）和哈特里-福克后（post-HF）理论,对三个阳离子X3+(X=Sc、Y、La) 和相关的三个中性X3Cl (X=Sc、Y、La)团簇的稳定结构与芳香性进行研究。计算结果表明,三个X3+阳离子有两个稳定异构体：正三角型(D3h)和线型(D∞h),其中正三角型为基态;对于三个中性的X3Cl团簇,Sc3Cl 有三个稳定的异构体: 三角金字塔型(C3v)、双齿型(C2v-1) 和 C2v-2型（图 1 e）;Y3Cl 和 La3Cl有2个稳定的异构体: 三角金字塔型(C3v) 和双齿型(C2v-1)。三者的基态都是双齿型(C2v-1)结构。接着,对阳离子正三角型(D3h)基态结构进行共振能（RE）和核独立化学位移（NICS）的计算。计算结果表明,X3+正三角型异构体展现出较高的芳香性。随后详细的分子轨道分析显示,正三角型Sc3+ 和Y3+阳离子有一个离域的π型分子轨道,显现出单π-芳香性;而正三角型La3+阳离子有一个离域的σ型分子轨道,显现出单σ-芳香性。并且,X3+ 的单π 芳香性或单σ芳香性主要是源于过渡金属Sc、Y和La中的d原子轨道的贡献。另外,通过详细分子轨道分析还发现,当一个补偿阴离子Cl-分别与Sc3+、Y3+、La3+阳离子结合时,中性Sc3Cl, Y3Cl团簇的芳香类型从组成单元Sc3+、Y3+的π-芳香性变为σ-芳香性,而中性La3Cl 团簇其组成单元La3+的σ-芳香性保持不变。总之,三个中性X3Cl团簇都只显现出单σ-芳香性。 （这篇文章是第15届全国原子分子会议稿件）     

铝原子团簇Al5、Al5-和Al5+稳定结构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的四种方法:杂化密度泛函B3LYP与B3PW91、Perdew-Wang91交换与相关泛函WP91PW91、局域自旋密度近似SVWN,研究了A15、Al5-和Al5+团簇的多种可能结构,找到了它们稳定的结构与自旋态,与已有的理论结果作了比较,并计算了Al5-的绝热与垂直电子离解能、Al5的绝热与垂直电离势,同有关的实验数据比较,符合较好.同时对四种密度泛函方法的计算结果作了一些比较与讨论.     

对全金属La2-4团簇芳香性的从头算理论研究简

我们将芳香性扩展到全金属阴离子团簇La2-4.运用从头算方法(B3LYP/LANL2DZ,B3PW91/LANL2DZ and MP2/LANL2DZ)进行了结构优化.计算结果显示,阴离子团簇有两个同分异构体,一个是C2v结构,另一个是正方形D4h结构.进一步对能量的分析得出,D4h结构比C2v结构更稳定.对最稳定的D4h结构计算了核独立位移(NICS),结果显示正方形的La2-4环呈现强芳香性.详细的分子轨道(Mos)分析揭示正方形的La2-4环拥有四个独立的离域化成键系统,每一个系统拥有两个电子,分别满足4n+2芳香性电子计算规则,因此呈现四重芳香性.     

负离子全金属团簇Ga2-4的芳香性的从头算理论研究

运用密度泛函理论的三种方法(B3LYP、B3PW91、PW91PW91)与Mller-plesset二级微扰方法(MP2)和极化分裂阶基基组6-311+G(3df),对二阶负离子全金属团簇Ga2-4与多种一阶负离子团簇MGa-4(M=Li、Na、Cu)稳定构型与振动频率作了计算,其中二阶负离子全金属团簇Ga2-4最稳定的构型是正方形结构(D4h).接着,从团簇结构、非局域π电子数目、分子轨道图形和Ga2-4同MGa-4在结构与谐振频率、谐振模式的对比等多方面论述了Ga2-4正方形结构(D4h))的芳香性特征.     

铝原子正离子团簇Al+5稳定结构的理论研究

采用密度泛函理论的4种方法杂化密度泛函B3LYP与B3PW91, Perdew-Wang91交换与关联泛函WP91PW91、局域自旋密度近似SVWN, 研究了铝原子正离子团簇Al+5的多种可能结构, 找到了一种新的最稳定的结构与自旋态, 即单重态三维C2v结构, 并对上述4种DFT方法在结构优化与频率计算方面作了比较与讨论.     

砷原子团簇结构的量子化学密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的三种方法 :局域自旋密度近似SVWN、梯度修正BLYP、杂化密度泛函B3LYP ,优化了中性Asn、负离子Asn-(n =2～ 5 )的结构 ,在优化结构基础上计算了它们的振动光谱 ,获得它们稳定的最低能量态的结构 .其中中性Asn(n =2～ 5 )的稳定结构的计算结果 ,与已有的理论结果以及实验数据进行了比较 .而对负离子Asn-(n =2～ 5 ) )的稳定结构作了预言 .同时计算了Asn(n =2～ 5 )的绝热电子亲和能 (EAa) ,与有关光电子谱学的实验值符合较好 .     

阳离子X_3~+(X=Sc,Y,La)团簇d轨道芳香性的理论研究

运用密度泛函(DFT)和关联从头算(correlated ab initio)理论,对阳离子X_3~+(X=Sc、Y、La)和相关的中性X_3Cl(X=Sc、Y、La)团簇的稳定结构与芳香性进行研究.计算结果表明,X_3~+阳离子有两个稳定异构体:正三角型(D_(3h))和线型(D_(∞h)),其中正三角型为基态.对于中性的X_3Cl团簇,Sc_3Cl有三个稳定的异构体:三角金字塔型(C_(3v))、双齿型(C_(2v)-1)和C_(2v)-2型(图1);而Y_3Cl和La_3Cl只有2个稳定的异构体:三角金字塔型(C_(3v))和双齿型(C_(2v)-1).但这三个中性X_3Cl团簇的基态都是双齿型(C_(2v)-1)结构.对阳离子正三角型(D_(3h))基态结构进行共振能(RE)和核独立化学位移(NICS)的计算结果表明,X_3~+正三角型异构体展现出较高的芳香性.详细的分子轨道分析显示,正三角型Sc_3~+和Y_3~+阳离子有一个离域的π型分子轨道,显现出单π-芳香性;而正三角型La_3~+阳离子有一个离域的σ型分子轨道,显现出单σ-芳香性.X_3~+单π-芳香性或单σ-芳香性主要源于过渡金属Sc、Y和La的d原子轨道的贡献.另外,通过分子轨道分析还发现,当一个补偿阴离子Cl~-分别与Sc_3~+、Y_3~+阳离子结合成中性Sc_3Cl、Y_3Cl团簇时,其组成单元Sc_3~+、Y_3~+的芳香类型从原π-芳香性变为σ-芳香性,而当一个补偿阴离子Cl~-与La_3~+阳离子结合成中性La_3Cl时,其组成单元La_3~+原σ-芳香性保持不变.换言之,三个中性X_3Cl团簇都只显现出单σ-芳香性.