异质富勒烯C26X2（X2＝B2，N2，BN）异构体芳香性的研究

论文摘要

本论文应用拓扑共振能（TRE）和百分拓扑共振能（%TRE）方法系统的研究了由具有C28（Td）对称性基础上建构的异质富勒烯C26X2（X2=B2,N2,BN）中性及离子状态下的芳香性。用键共振能（BRE）方法对它们的动力学稳定性进行了预测。全文主要有五个章节,概述如下:第一章介绍了富勒烯概念的由来及富勒烯发现的意义,并综述了异质富勒烯研究情况、富勒烯C28及其衍生物研究进展情况,并在最后论述了本课题选题意义。第二章介绍了芳香性的起源,简要的叙述了芳香性概念发展,对能量、磁性和几何三类芳香性判据中的几种常用判据进行了分析。并在最后介绍了本课题所采用的研究方法TRE、BRE。接下来,论述了本人的研究生期间所作的研究情况。其中包括三个章节,如下:第三章采用TRE及%TRE方法研究了异质富勒烯C26N2各种可能异构体的芳香性。探讨了氮原子取代位置与C26N2稳定性之间的关系,得出氮原子同时取代C28分子中的四面体顶点碳原子时,产生的异构体稳定性最高,并且所有取代产物C26N2稳定性都较C28分子有所提高。在等电子体时,得出C26N2-稳定性比C284-的差。我们利用拓扑电荷稳定性规则（TCS）对氮原子取代时产生的影响进行了分析。得出氮原子取代相邻五元环将增加分子稳定性的结论。第四章用拓扑共振能和百分拓扑共振能方法,对由富勒烯C28（Td）产生的C26BN各种可能异构体和它们阴离子的芳香性进行了研究。探讨了C26BN异构体稳定性与杂原子取代位置间的关系。用键共振能方法对它们的动力学稳定性进行了研究。研究结果表明,C28和C26BN各异构体都具有反芳香性。在C284-和C26BN4-各异构体中由于分子内不存在不稳定‘子结构’,不仅具有芳香性,而且具有很高的动力学稳定性。理论上预测C26BN4-在适宜的条件下具有潜在的合成可能性。第五章用拓扑共振能和百分拓扑共振能方法,对由富勒烯C28（Td）产生的C26B2各种可能异构体和它们阴离子的芳香性进行了研究。探讨了C26B2、C26BN、C26N2异构体稳定性关系。用键共振能方法对C26B2的动力学稳定性进行了研究。研究结果表明,对于中性分子,稳定性顺序:当其达到闭壳层结构时,稳定性顺序:并用键共振能对离子的动力学稳定性进行了分析,对C26B2异构体离子的实验合成可能性进行了预测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 60 发现的意义'>1.1 富勒烯概念的由来及C₆₀发现的意义
• 1.2 富勒烯的研究进展
• 1.3 异质富勒烯的研究现状
• 28及其衍生物的研究现状'>1.4 富勒烯C₂₈及其衍生物的研究现状
• 28（TD） 结构的研究现状'>1.5 富勒烯C₂₈（TD） 结构的研究现状
• 1.6 本课题的研究意义
• 第二章 芳香性及芳香性判据
• 2.1 芳香性概念的由来
• 2.2 芳香性概念的发展
• 2.3 芳香性的判据方法
• 2.3.1 几何判据
• 2.3.2 磁性判据
• 2.3.3 能量判据
• 2.4 本课题采用的计算方法
• 26N₂中性及离子状态下的芳香性'>第三章 异质富勒烯C₂₆N₂中性及离子状态下的芳香性
• 3.1 引言
• 28 （TD）的结构'>3.2 C₂₈（TD）的结构
• 3.3 计算结果与讨论
• 3.4 结论
• 26BN 中性及离子状态下的芳香性'>第四章 异质富勒烯C₂₆BN 中性及离子状态下的芳香性
• 4.1 引言
• 4.2 计算结果与讨论
• 26BN 异构体分子离子的热力学稳定性'>4.2.1 C₂₆BN 异构体分子离子的热力学稳定性
• 26BN 异构体分子离子的动力学稳定性'>4.2.2 C₂₆BN 异构体分子离子的动力学稳定性
• 4.3 结论
• 26B2芳香性和动力学稳定性的研究'>第五章 异质富勒烯C₂₆B2芳香性和动力学稳定性的研究
• 5.1 引言
• 5.2 结果与讨论
• 5.3 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果
• 致谢
• 修定页