一些无机团簇的三维芳香性的理论研究

论文摘要

人们对芳香性的研究已经开展了近两个世纪。平面芳香性理论已经相当成熟。然而自从以C60位代表的富勒烯的被发现以后,三维芳香性逐渐成为人们的研究热点。然而三维芳香性的理论还不成熟,仍然没有统一的理论来描述三维芳香性。本文对一些无机团簇的三维芳香性进行了一些初步探索。首次应用核独立化学位移（NICS）方法研究了一些无机硼氮笼状团簇（BN）n（n=4-20）的芳香性问题。计算了无机硼氮笼状团簇笼中心和各环中心的核独立化学位移值,计算所得的结果表明:与无机苯（B3N3H3）相比,除了B12N12是非芳香的以外,其它硼氮笼都是芳香的;在研究的硼氮笼当中,B5N5的芳香性是最强的;硼氮笼中的四元环是芳香的,而且四元环的芳香陛要比六元环的芳香性强得多。考察了一些硼氮单一取代小碳富勒烯Cn（n=20,24,28,32,36,40）的芳香性。计算结果表明:Cn-2BN（n=20,32,36）富勒烯明显是芳香的,而Cn-2BN（n=24,28,40）明显是反芳香的。另外,预测的NICS值对于实验上用这些笼状分子的内包3He核磁共振化学位移来确定这些笼状分子的存在是很有意义的。首次探讨了富勒烯分子Cn（n=28,30,32,34,36）的稳定性和三维芳香性之间的联系。它们的稳定性通过计算它们的总能量可以得到。根据计算它们的笼中心的核独立化学位移（NICS）值,它们的芳香性顺序也可以得到。计算结果表明它们的芳香性和稳定性之间存在紧密地联系。采用密度泛函理论和从头算方法对笼状的砷原子团簇Asn（n=4,8,12,16,20,28,32,36,40）进行了研究。根据计算的各团簇笼中心的核独立化学位移（NICS）值我们可以得到以下结论:Asn（n=4,28,32,36,40）明显比C60还要芳香;As8和As12是反芳香的;而As16和As20是非芳香的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 平面芳香性
• 1.2 球形芳香性
• 1.3 芳香性的表征
• 2 硼氮富勒烯的芳香性
• 2.1 引言
• 2.1.1 BN富勒烯的合成
• 2.1.2 BN富勒烯结构的理论研究
• 2.1.3 小结
• 2.2 研究方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 结论
• n（n=20，24，28，32，36，40）的磁性质理论研究'>3 单一取代BN富勒烯C_n（n=20，24，28，32，36，40）的磁性质理论研究
• 3.1 引言
• 3.2 研究方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 结论
• 4 小碳富勒烯的稳定性和三维芳香性之间的联系
• 4.1 引言
• 4.2 研究方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 结论
• 5 高对称性笼状砷原子簇的核独立化学位移特性
• 5.1 引言
• 5.2 研究方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢