二苯基膦吡啶过渡金属配合物结构与性质的理论研究

论文摘要

随着计算方法和计算机技术的迅速发展,计算化学在现代化学中的作用越来越重要。其中密度泛函理论（DFT）由于其计算量中等,精度高,已成为计算化学的最重要方法之一。近几十年,二苯基吡啶膦基（Ph2PPy）杂金属配合物因为它们特殊的结构,反应性和光谱性质,引起了广泛的研究。本论文运用DFT方法研究Ph2PPy类过渡金属配合物的成键特征,磷核磁共振(31PNMR)和紫外（UV）吸收电子光谱性质。清楚认识过渡金属—金属及金属—配体间的成键特征对理解过渡金属配合物的结构,性质及反应性非常重要。 在第一章,介绍了DFT的基本概念和进展。Thomas—Fermi模型是第一个把电子密度作为主要变量的理论。Hohenberg-Kohn定理奠定了DF7的基础,进一步发展成为Kohn-Sham方程,使之能够实现真正的计算。现在,新的修正和扩展,加上不断发展的交换—相关泛函,使DFT计算更加准确,适用于更多的体系。另外,我们介绍了自然键轨道（NBO）方法,这种方法在成键分析中显示越来越重要的作用,并能够结合用于DFT方法中。 第二章中,对Ph2PPy类配合物作了简要的介绍。因为Ph2PPy类双核配合物新奇的结构和反应特征,以及潜在的催化性能,其合成和反应引起人们很大的兴趣。首先,本章介绍了不同种类的Ph2PPy类配合物,然后对其研究情况作了回顾,最后简要说明了本文的研究目的。 在第三章,运用DFT方法研究杂双核过渡金属配合物[Ru（CO3）（μ-Ph2PPy）2MCl2]（M=Zn,Cd,Hg:2,3,7）和[Ru（CO3）（μ-Ph2PPy）2MCl]+（M=Zn,Cd,Hg:5,6,4）的成键特征和稳定性。首先,比较和选取适合这类过渡金属体系的计算模型及方法,结果表明PBE0方法,对金属原子采用SDD基组取得与实验较好的一致,说明这个方法能够成功预测这类体系的结构。接着,我们采用此方法对分子结构做了优化,阐明了此类d6-d10体系中金属—金属、金属—配体相互作用和稳定性。通过中性体系[Ru（CO3）（μ-Ph2PPy）2MCl2]（M=Zn,Cd,Hg:2,3,7）及阳离子体系[Ru（CO3）（μ-Ph2PPy）2MCl]+（M=Zn,Cd,Hg:5,6,4）中结合能的比较,表明

论文目录

• Abstract
• Chapter 1 Theories and Methods
• 1. Density Functional Theory
• 1.1 Hohenberg-Kohn theorems
• 1.2 The Kohn-Sham method
• 1.3 The Local Density and Local Spin-Density approximations
• 1.4 The Generalized Gradient Approximation
• 1.5 Hybrid Functional
• 2. Natural Bond Orbital Methods
• 2.1 Introduce
• 2.2 Natural Bond Orbital Methods
• 2.3 What are "Natural Bond Orbitals" （NBOs）?
• References
• 2PPy'>Chapter 2 Introduce of Complexes with Ph₂PPy
• 2PPy Ligand'>1. Ph₂PPy Ligand
• 2PPy'>2. Complexes with Ph₂PPy
• 2PPy'>2.1 Complexes with monodentate Ph₂PPy
• 2PPy'>2.2 Complexes with chelating Ph₂PPy
• 2PPy'>2.3 Complexes with bridging Ph₂PPy
• 3. Research Review
• 3.1 Synthesis
• 3.2 Experimental studies
• 3.3 Theoretic studies
• 4. Study contents and purpose
• References
• Chapter 3 Structure and Stability
• 1. Introduction
• 2. Computational details
• 3. Results and discussion
• 3.1 Structure of the complexes
• 3.2 Electron density distribution
• 3.3 Stability of complexes
• 3.4 Donor-acceptor interactions
• 4. Conclusion
• References
• 31PNMR Chemical Shifts'>Chapter 4 Calculated ³¹PNMR Chemical Shifts
• 1. Introduction
• 2. Computational details
• 3. Results and discussion
• 31PNMR chemical shifts'>3.1 Calculated ³¹PNMR chemical shifts
• 31PNMR Chemical Shifts and Second-Order Interaction Energies'>3.2 Calculated ³¹PNMR Chemical Shifts and Second-Order Interaction Energies
• 4. Conclusion
• References
• Chapter 5 Calculated Electronic Spectra
• 1. Introduction
• 2. Method and Computational Details
• 3. Ground State Molecular and Electronic Structure
• 3.1 Metal-Metal distances
• 3.2 Ground State Electronic Structure
• 4. Electronic Spectra
• 5. Conclusion
• References
• Chapter 6 Conclusion