亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        鐵磁性EE疊氮橋聯(lián)雙核銅配合物磁學(xué)性質(zhì)理論研究

        2018-04-04 01:43:15王昌來羅樹常李宏媛夏維銀
        山東化工 2018年5期
        關(guān)鍵詞:基組鐵磁性疊氮

        王昌來,羅樹常, 2* ,李宏媛,夏維銀,張 志

        (1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院,貴州 畢節(jié)  551700;2.貴州省化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,貴州 畢節(jié) 551700)

        疊氮酸根離子具有強(qiáng)的配位能力和豐富的配位模式,采用不同的配位模式與金屬離子結(jié)合可構(gòu)筑不同磁學(xué)性能的分子基磁體,成為化學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一[1-8]。由于Cu2+只有一個(gè)未成對電子,磁行為較簡單,以疊氮酸根離子為橋,Cu2+為自旋載體,合成了大量的疊氮銅系配合物[1-8]。在疊氮橋聯(lián)雙核銅配合物中,疊氮配體的配位模式主要有μ2-1,1 N3和μ2-1,3 N3兩種,如圖1所示。

        圖1 疊氮配體主要的配位模式

        在這兩種配位模式中,μ2-1,1 N3主要傳遞鐵磁性相互作用,μ2-1,3 N3主要傳遞反鐵磁性相互作用[9]。但仍有少數(shù)μ2-1,3 N3疊氮銅配合物呈現(xiàn)鐵磁性相互作用[1]。本文采用Mukherjee P S教授等[1]以疊氮酸根離子和席夫堿配體合成的鐵磁性疊氮銅配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]來研究順磁中心Cu2+間的磁交換作用機(jī)理,通過與變溫磁化率擬合的實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對比來檢測密度泛函理論結(jié)合對稱性破損態(tài)方法(DFT-BS)計(jì)算疊氮銅雙核配合物磁耦合常數(shù)的準(zhǔn)確性及泛函、基組的可靠性,以期為疊氮銅系配合物磁學(xué)性質(zhì)的研究提供一定理論參考。

        1 計(jì)算方法及模型

        1.1 計(jì)算模型

        圖2 配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2〗結(jié)構(gòu)

        為考察DFT-BS方法下計(jì)算疊氮銅配合物磁耦合常數(shù)時(shí)泛函、基組等因素對計(jì)算結(jié)果的影響,選取鐵磁性μ2-1,3 N3疊氮橋聯(lián)配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]為計(jì)算模型,如圖2所示。計(jì)算所用結(jié)構(gòu)均來自X-射線單晶衍射數(shù)據(jù),未作改動。

        1.2 計(jì)算方法

        兩個(gè)順磁中心間相互作用可用HDVV哈密頓量描述:

        (1)

        J表示兩個(gè)順磁中心的磁耦合常數(shù),其符號和絕對值的大小表達(dá)了順磁中心間磁耦合作用大小和強(qiáng)弱[10]。J > 0,順磁中心是鐵磁性相互作用,J < 0,則為反鐵磁性相互作用[10]。

        采用DFT-BS方法計(jì)算疊氮銅雙核過渡金屬配合物的磁耦合常數(shù),計(jì)算公式為:

        (2)

        2 結(jié)果與討論

        2.1 磁耦合常數(shù)J

        表1 def2-TZVP基組下不同泛函對磁耦合常數(shù)J的影響(Jexp = 2.40 cm-1)

        采用DFT-BS方法,選取幾種密度泛函方法:局域密度近似(LDA、VWN3)、廣義梯度近似(GGA)(BLYP、XLYP、PBE、revPBE、PW91和BP86),雜化密度泛函(HDFT)(B1LYP、B3LYP、 B3LYP*、X3LYP, O3LYP、B3P86和PBE0)和meta-GGA(M06、M06-L、M06-2X、TPSS、TPSS0和TPSSh),在def2-TZVP基組下計(jì)算磁耦合常數(shù)J值(Jcacl),結(jié)果如表1所示。

        由表1可知,四類密度泛函方法計(jì)算的磁耦合常數(shù)均大于零,表明順磁中心Cu(1)和Cu(2)間是鐵磁性相互作用的,與實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果一致。局域密度近似方法計(jì)算的結(jié)果在11.23 cm-1至11.49 cm-1之間,與實(shí)驗(yàn)值的差值最大。GGA泛函方法計(jì)算的數(shù)值在10.79 cm-1至11.49 cm-1之間,與實(shí)驗(yàn)值2.40 cm-1的相差較大,混合泛函方法計(jì)算的結(jié)果在3.18 cm-1至6.01 cm-1之間,比GGA泛函方法計(jì)算的數(shù)值接近實(shí)驗(yàn)值。meta-GGA泛函計(jì)算的結(jié)果在1.77 cm-1至10.71 cm-1之間,其極差達(dá)到了8.94cm-1,但是TPSS0泛函方法計(jì)算的磁耦合常數(shù)Jcacl值為2.93 cm-1,與實(shí)驗(yàn)值2.40 cm-1最吻合,所以計(jì)算中選用TPSS0泛函方法計(jì)算鐵磁性μ2-1,3 N3疊氮橋聯(lián)配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]的磁耦合常數(shù)J值。

        為了測試基組對計(jì)算結(jié)果的影響,選用TPSS0泛函方法,在SVP、TZV、TZVP、def2-SVP、def2-TZVP下的計(jì)算磁耦合常數(shù)Jcacl值,結(jié)果見表2。

        表2 TPSS0泛函、不同基組下計(jì)算HS、BS態(tài)能量(E)及磁耦合常數(shù)(Jcacl)

        由表2可知,在不同基組下采用TPSS0泛函計(jì)算鐵磁性μ2-1,3 N3疊氮橋聯(lián)配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]的磁耦合常數(shù),其數(shù)值2.93 cm-1至3.19 cm-1之間,其極差為0.26 cm-1,說明基組對配合物磁耦合常數(shù)計(jì)算的影響較小,所以選擇在TPSS0/def2-TZVP水平下研究配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]的磁相互作用機(jī)理是合適的。

        2.2 分子磁軌道

        分析分子磁軌道的組成,有助于理解配合物順磁中心間的交換作用[10-11,14-15]。在分子磁學(xué)中,BS態(tài)的自旋電子定域在某一順磁中心的軌道稱為局域分子軌道,HS態(tài)下的單占據(jù)分子軌道為分子磁軌道[11,14-15]。

        由圖3的局域磁軌道可以看出,在鐵磁性μ2-1,3 N3疊氮橋聯(lián)配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]中,自旋電子主要是局域在順磁中心Cu(1)和Cu(2),直接與順磁中心相連的配位原子上也獲得了部分自旋電子。由圖4可知,順磁中心Cu(1)和Cu(2)與μ2-1,3-N3橋聯(lián)配體之間存在較強(qiáng)的軌道相互作用,分子磁軌道主要由順磁中心Cu(1)、Cu(2)的3dz2軌道、3dxz軌道、橋聯(lián)配體N3-中N原子的p組成。

        圖3 配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]局域磁軌道

        圖4 配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]分子磁軌道

        2.3 自旋布居分析

        分析鐵磁性μ2-1,3 N3疊氮銅配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]的自旋密度分布,有利于理解順磁中心間相互作用機(jī)理[10]。順磁中心與周圍配位原子自旋密度相反時(shí)為自旋極化機(jī)理,相同時(shí)則為自旋離域機(jī)理[10-12]。

        在TPSS0/def2-TZVP水平下計(jì)算得到配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2] HS態(tài)和BS態(tài)的自旋密度,表3列出了HS態(tài)下順磁中心Cu(1)、Cu(2)與周圍配位原子的自旋密度,其中正號和黑色為α自旋,負(fù)號和灰色為β自旋。

        圖5 配合物HS和BS態(tài)的自旋密度圖

        由圖5可知,無論HS態(tài)還是BS態(tài),順磁中心Cu(1)、Cu(2)、N3-的N原子、席夫堿配體的N原子間的自旋密度符號均相同,說明在配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]中順磁中心Cu2+間主要是自旋離域作用。由表3可知,在HS態(tài)下,順磁中心Cu(1)和Cu(2)的自旋電子分別為0.626107 e和0.626124 e,明顯地離域到周圍配體上,使得與之配位的原子獲得了部分電子占據(jù),包括橋聯(lián)配體N(3)、N(4)、N(5)( 0.038554e, -0.018409e, 0.102480e);N(6)、N(7)、N(8)( 0.038581e, -0.0184079e, 0.102452e);端基配體N(9)、N(10)、N(11) (0.072191e, 0.079672e, 0.101363e);N(12)、N(13)、N(14) (0.070817e,0.043009e,-0.040792e);兩個(gè)ClO4-離子的氧原子O(15)、O(16)( 0.000559e,0.000559e)。順磁中心Cu(1)和Cu(2)通過μ2-1,3 N3{N(3)、N(4)、N(5)和N(6)、N(7)、N(8)}以一正一負(fù)的方式傳遞,存在自旋極化作用,μ2-1,3 N3疊氮橋的N原子受到順磁中心自旋離域和自旋極化的共同作用,以自旋離域?yàn)橹鳌?/p>

        表3 配合物HS態(tài)部分原子自旋密度

        表3(續(xù))

        3 結(jié)論

        采用DFT-BS方法研究了鐵磁性μ2-1,3 N3疊氮橋聯(lián)配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2],選擇局域密度近似、GGA、混合泛函、meta-GGA四類方法計(jì)算了配合物的磁耦合常數(shù),選用5種基組(SVP、TZV、TZVP、def2-SVP、def2-TZVP)進(jìn)行測試。結(jié)果表明,四類方法計(jì)算的磁耦合常數(shù)Jcalc都與實(shí)驗(yàn)值符號相同,混合泛函計(jì)算的結(jié)果都比較接近實(shí)驗(yàn)值,但meta-GGA中的TPSS0泛函的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值更吻合,基組對磁耦合常數(shù)的影響不大。所以,選擇在TPSS0/def2-TZVP水平下研究鐵磁性μ2-1,3 N3疊氮橋聯(lián)配合物[Cu2(L2)2(μ2-1,3-N3)2(ClO4)2]的磁學(xué)性質(zhì)。自旋布居分析顯示,順磁中心Cu(1)、Cu(2)間相互作用以自旋離域?yàn)橹?。分子磁軌道分析表明,順磁中心Cu(1)和Cu(2)與μ2-1,3-N3橋聯(lián)配體之間存在較強(qiáng)的軌道相互作用,分子磁軌道主要由順磁中心Cu(1)、Cu(2)的 軌道3dz2、3dxz軌道、橋聯(lián)配體N3-中N原子的p組成。

        [1]Mukherjee P S,Dalai S,Mostafa G,et al.Synthesis,crystal structure,and magnetic properties of two new Cu(II) complexes with end-to-end azido bridging ligands[J].New J Chem,2001,25(9):1203-1207.

        [2]Siddiqi K S.Synthesis,crystal structure,and magnetic properties of single end-to-end azido-bridged 1-D chain coordination polymers of Cu(II)[J].J Coord Chem,2012,65(15):2593-2611.

        [3]Adhikary C,Koner S. Structural and magnetic studies on copper(II) azido complexes[J].Coord Chem Rev,2010,254(23-24):2933-2958.

        [4]Zhao J P,Xie Y,Li J R,et al.Structural and magnetic modulations of copper(II) azido complexes: unexpected in situ reactions of mono-N-donor pyridine-based co-ligands[J].Dalton Trans,2015,45(4):1514-1524.

        [5]Liu X Y,Cen P P,Li F F,et al.A unusual two-dimensional azido-Cu(II) network with benzoate derivative as a co-ligand exhibiting ferromagnetic order and slow magnetic relaxation[J].Rsc Advances,2016,6(98):96103-96108.

        [6]Liu X Y,Chen S P,Grancha T,et al. A triple-bridged azido-Cu(II) chain compound fine-tuned by mixed carboxylate/ethanol linkers displays slow-relaxation and ferromagnetic order: synthesis,crystal structure,magnetic properties and DFT calculations[J].Dalton Trans,2014,43(41):15359-15366.

        [7]Chakraborty A,Srinivasa R L,Manna A K,et al.Discrete dinuclear complex to extended 2D compound in a Cu-azido system by controlling coligand stoichiometry: synthesis and magneto-structural correlations[J]. Dalton Trans,2013,42(30):10707-10714.

        [8]Zhao J P,Xie Y B,Li J R,et al.Structural and magnetic modulations of copper(II) azido complexes: unexpected in situ reactions of mono-N-donor pyridine-based co-ligands[J].Dalton Trans,2016,45(4):1514-1524.

        [9]劉翔宇.溶劑誘導(dǎo)的取代基苯甲酸-疊氮銅配合物分子磁體的合成、結(jié)構(gòu)及性能[D].西安: 西北大學(xué),2015.

        [10]Neese F.The ORCA program system[J]. WIREs Comput Mol Sci,2012,2(1):73-78.

        [11]羅樹常,劉翔宇,張竹霞,等.氧橋聯(lián)稀土釓雙核配合物磁學(xué)性質(zhì)的密度泛函理論研究[J]. 分子科學(xué)學(xué)報(bào),2017,33(2): 120-126.

        [12]曹景陽,孫小媛,羅樹常,等.氧橋聯(lián)席夫堿GdCo雙核配合物磁學(xué)性質(zhì)理論研究[J].廣東化工,2017,44(7):130-132.

        [13]Humphrey W,Dalke A,Schulten K.VMD: Visual Molecular Dynamics[J].J Mol Graphics,1996,14(1):33-38.

        [14]胡宗超,衛(wèi)海燕,王凡,等.密度泛函理論在分子磁學(xué)中的應(yīng)用2.混合橋聯(lián)三核鎳配合物自旋交換作用[J].化學(xué)學(xué)報(bào),2004,62(20):1973-1980.

        [15]Bian J Y,Chang Y F,Zhang J P.Theoretical studies on the magnetic bistability of dinickel complex tuned by azide[J].J Phys Chem A,2008,112:3186-3191.

        猜你喜歡
        基組鐵磁性疊氮
        鐵磁性物質(zhì)對地磁觀測影響的野外測試
        大提離下脈沖渦流對鐵磁性材料測厚研究
        中國測試(2021年4期)2021-07-16 07:48:54
        降低乏燃料后處理工藝中HN3 含量的方法研究
        高能炸藥CL-20分子結(jié)構(gòu)的理論模擬方法探究
        火工品(2019年6期)2019-06-05 02:35:44
        兩種不同結(jié)構(gòu)納米疊氮化銅的含能特性研究
        火工品(2018年1期)2018-05-03 02:27:56
        精確計(jì)算核磁共振屏蔽常數(shù)的擴(kuò)展焦點(diǎn)分析方法
        齊多夫定生產(chǎn)中疊氮化工藝優(yōu)化
        基組遞推方法的研究進(jìn)展
        3-疊氮基丙基-β-D-吡喃半乳糖苷的合成工藝改進(jìn)
        核電站鐵磁性高加管漏磁檢測技術(shù)淺析
        科技視界(2015年30期)2015-10-22 11:26:44
        亚洲av高清在线一区二区三区| 久热香蕉精品视频在线播放| 91制服丝袜| 91精品啪在线观看国产18| 在线丝袜欧美日韩制服| 亚洲国产一区二区三区在观看| 国产一级一片内射在线| 日本一区二区三区在线观看视频 | 精品视频一区二区三三区四区| 久久天天躁狠狠躁夜夜2020一| 亚洲综合区图片小说区| 永久免费无码av在线网站| 热久久久久久久| 香港三级欧美国产精品| 少妇激情一区二区三区久久大香香| 亚洲一区二区三区精品久久av| 漂亮人妻被强了中文字幕| 日韩经典午夜福利发布| 97久久综合区小说区图片区| 国产精选污视频在线观看 | 久久久国产精品ⅤA麻豆百度| 日本在线播放不卡免费一区二区| 蜜桃一区二区三区视频| 欧美熟妇另类久久久久久不卡 | 国产国拍亚洲精品mv在线观看| 国产极品美女高潮抽搐免费网站| 国产精品毛片av一区二区三区| 国产精品久久婷婷免费观看| av影院在线免费观看不卡| 草草地址线路①屁屁影院成人| 精品国产一区二区三区av片| 无码人妻一区二区三区免费 | 北岛玲精品一区二区三区| 中文字幕亚洲综合久久久| 就爱射视频在线视频在线| 精品国际久久久久999波多野| 亚洲精品久久久久中文字幕二区| 日本精品网| 日本中文字幕av网址| 自拍偷拍韩国三级视频| 亚洲一区在线观看中文字幕|