过渡金属络合物的振动和轨道的理论研究

摘要

由于碳、氮的化合物与具有特殊功能的生物材料分子之间的相互作用在工业中和生物过程中都有十分重要的作用，所以近期来对它的研究十分重视。尤其是过渡金属原子同含碳、氮的小分子相互作用可广泛应用于很多领域。例如金属羰基配合物可以用于制备纯金属，用做抗爆剂，而且由于它的活性高还可以做选择性高的新型催化剂，在工业中发挥很大作用。由于碳、氮的化合物具有特殊的配位性质，它们作为强配合基和表面吸附体，可以很容易被孤立过渡金属簇、多核过渡金属络合物或过渡金属表面吸附，从而影响材料分子的表面结构性质。同时它们也很容易被限制在亚铁血红蛋白及形成具有生物活性的典型化合物的过渡金属上，从而导致其在生物学功能上的变化。人们对于较小配合基的金属络合物无论从实验上或理论上都作了大量的研究，并得出CO、NO和CN等和很多小的过渡金属簇相互作用的特性。同时这些研究也提供了很多对进一步研究配合基与活跃的中心过渡金属相互作用的生物学特性有价值的信息。尽管前人的研究成果已经使我们获得了许多关于C、N等的化合物与过渡金属相互作用特性的重要信息，但过渡金属络合物的自然特性仍未被彻底探究，所以我们有必要对其构型及结构稳定性作深入的研究。 现今量子化学的应用领域正在逐渐扩大，其为实验研究提供合理的简化模型和理论预测的能力体现的日趋明显，对一些现阶段实验上难以解决的问题往往可以给出新颖借鉴。它的发展和影响随着现代化学观点和高级计算方法的不断出现而逐渐加强。本论文利用从头算方法，密度泛函理论(DFT)方法以及对称性匹配的二级微扰(MP2)等方法，计算了羰基三亚硝酰基Mn(NO)3CO，亚硝酰基五水合铁体系[Fe(No)(H2O)5]2+的能量、键长、键角、振动频率及红外强度等参数。通过对这三个体系的优化几何参数、振动频率及振动模式的分析研究，确定了各体系的稳定构型，得到了一些有用的结论，这对将来的实验以及进一步的理论研究具有重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

第一节量子化学的发展简史

第二节本文的主要工作及意义

第二章量子化学计算方法简介

第一节从头算(ab initio)Hartree-Fock(HF)SCF方法

第二节Mφller Plesset(MP)方法(对称性匹配的微扰方法)

第三节密度泛函理论(Density Function Theory)

第三章基本理论及研究现状

第一节基本理论

1.1价键理论(VBT)

1.2晶体场理论(CFT)

1.3分子轨道理论(MOT)

1.4振动光谱理论

1.5简正振动的类型

1.6姜-泰勒效应(Jahn-Teller effect)

第二节研究现状

第四章Mn(NO)3CO的轨道特性及振动光谱研究

第一节引言

第二节计算方法及相关理论

2.1计算方法

2.2一氧化碳（CO）的成键特性

第四节结论

第五章震动模式的变化对[Fe(H20)6]2+和[Fe(NO)(H20)5]2+Jahn-Teller效应所产生的影响

第一节引言

第二节计算方法

第三节结论与讨论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢