大环芳香平面配体过渡金属配合物的密度泛函研究及其分子力场开发

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本工作在采用密度泛函理论对[M(en)<,3>]<2+>(M:前三过渡周期除镧系外所有过渡金属元素,en:glyoxal-diimine)类过渡金属配合物的基态多重度、结构、结合能、键级、配位作用机理和电荷分布等进行深入研究的基础上,初步提出了一套分子力场模型,并且进行了参数化。 本文的主要结论是: 1.配位作用主要发生在中心金属离子和配位氮原子之间,与其他配体原子相关不大; 2.此种配位作用属于具备一定共价性质的强极性作用;同一周期内,随着金属离子的d电子数增加,配位作用的共价属性逐渐增强;但是,d9,d10结构的金属离子逐渐呈现出主族离子属性,配位作用中的离子属性显著增强; 3.配位结合能中,静电作用和轨道相互作用大致相当;因此,在分子力场模型中,需要同时考虑静电相互作用和成键相互作用; 4.通过对比考察发现,VDD和Hirshfeld电荷分析方法适于用来描述配位作用过程中的电荷转移以及共价属性随金属离子中的d电子数的变化趋势; 5.根据量子化学计算分析结果,本工作采用了一套准离子模型,并且对其进行了参数化。计算结果表明,该模型能够比较理想的再现全部三个过渡周期的29种+2价离子配合物的结合能随配位键长在平衡位置附近-0.5~1.0A范围内的变化曲线。
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