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數理科學和化學 化學 無機化學
 
 
 
 
 
平面多配位碳化合物理論研究
 作  者: 郭謹昌
 出版單位: 化學工業
 出版日期: 2017.12
 進貨日期: 2018/1/31
 ISBN: 9787122309372
 開  本: 16 開    
 定  價: 435
 售  價: 348
  會 員 價 : 319
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編輯推薦:

隨著理論方法和計算資源的快速發展,理論化學以其獨特的優勢受到研究者青睞,成為新型化合物和材料發現和設計的重要推手。長期以來,碳化學由四面體配位碳、平面三配位碳、直線二配位碳主導,富勒烯、碳納米管、石墨烯的發現使得碳化學“風景這邊獨好”,1970年諾貝爾獎得主霍夫曼提出平面多配位碳概念,可謂“於無聲處聽驚雷”,開啟了碳化學的又一次革命。 該書主要介紹了平面多配位碳化合物的概念、發展、穩定策略及應用策略預測的平面多配位碳化合物結構和性質等,重點總結了作者圍繞平面多配位碳化合物理論研究方面獨立(及參與)取得的系列成果,主要包括金屬烴平面多配位碳、平面多配位碳過渡金屬夾心化合物、平面多配位碳金屬鏈夾心化合物、平面多配位碳金屬層夾心化合物、平面多配位碳超鹼金屬化合物、平面多配位其他原子化合物等。這些理論預測的平面多配位碳化合物結構新穎、成鍵獨特,對於推動化學鍵理論及平面多配位碳化合物研究有著重要意義。


內容簡介:

本書綜述了四十多年來國際和國內在平面多配位碳化合物研究領域的研究進展,重點介紹了作者十多年來在平面多配位碳化合物理論研究方面開展和參與的系列工作。主要內容:平面多配位碳化合物概述、理論和研究方法、金屬(鹵)烴平面多配位碳化合物、平面多配位碳金屬夾心化合物、平面多配位碳過渡金屬層夾心化合物、平面多配位碳超鹼金屬化合物、其他平面多配位原子化合物的結構、成鍵、熱力學和動力學穩定性研究。 本書可供高等院校及科研院所計算化學、無機納米團簇等專業的本科生、研究生和相關領域科研工作者參考。


作者簡介:

郭謹昌,忻州師範學院,一直從事物理化學、計算化學、材料化學方面的研究,主要集中於平面配位碳及其過渡金屬夾心化合物、硼氧及碳氧化合物、平面多配位原子超鹼金屬化合物等領域。


圖書目錄:

第1章 緒論 1

1.1 平面四配位碳穩定策略 2

1.2 一些代表性平面多配位碳化合物 3

1.2.1 首例理論預測的平面四配位碳分子C3H4Li2 3

1.2.2 首例實驗合成的平面四配位碳配合物 4

1.2.3 首例氣相合成的五原子平面四配位碳團簇CAl4- 5

1.2.4 首例平面五、六配位碳全局極小D5h CAl5 和D3h CO3Li3 6

1.2.5 首例平面四配位、五配位、六配位碳二維平面材料 7

參考文獻 9

第2章 理論基礎與研究方法 10

2.1 理論基礎 11

2.1.1 分子軌道理論 11

2.1.2 從頭算方法 12

2.1.3 密度泛函理論 12

2.1.4 微擾理論 13

2.2 研究方法 13

2.2.1 程式簡介 13

2.2.2 結構優化和頻率計算14

2.2.3 異構體全局搜索 14

2.2.4 自然鍵軌道(NBO)分析 15

2.2.5 分子軌道分析 15

2.2.6 適應性自然密度劃分16

2.3 本書所用方法和基組 16

參考文獻 17

第3章 過渡金屬(鹵)烴平面四配位碳、矽、鍺化合物18

3.1 過渡金屬烴平面四配位碳化合物CM4H4(M=Ni, Pd, Pt)18

3.1.1 完美的平面方形結構19

3.1.2 M-C共價作用及M-H-M三中心鍵 20

3.1.3 分子軌道(MO)及AdNDP分析 21

3.2 紅外光譜模擬 22

3.3 含多個平面四配位碳的過渡金屬烴化合物 23

3.3.1 拓展策略 24

3.3.2 一維拓展化合物CnM2n 2H2n 2(M=Ni, Pd, Pt) 25

3.3.3 二維拓展 28

3.4 過渡金屬鹵烴四配位碳、矽、鍺化合物 30

3.4.1 包容性更強的過渡金屬鹵烴 31

3.4.2 M-X共價作用及M-Cl-M三中心鍵 34

3.4.3 分子軌道(MO)分析 34

3.4.4 紅外光譜模擬 35

3.4.5 熱力學穩定性 35

3.5 含多個平面四配位矽、鍺的過渡金屬鹵烴化合物 37

3.5.1 一維拓展化合物XnNi2n 2Cl2n 2(X=Si, Ge; n=2∼8) 37

3.5.2 二維拓展 41

參考文獻 42

第4章 平面多配位碳超鹼金屬化合物 43

4.1 橋氫穩定的平面五配位碳化合物CBe5Hnn?4(n=2∼5) 43

4.1.1 理論設計及表徵 44

4.1.2 良好的熱力學和新穎的動力學穩定性 48

4.1.3 准平面五配位碳擬鹼金屬陽離子CBe5H5 49

4.2 星狀結構的平面五配位碳超鹼金屬陽離子 50

4.2.1 設計策略 51

4.2.2 星狀結構的平面五配位碳化合物 52

4.2.3 成鍵特徵 53

4.2.4 6σ 2π雙重芳香性 55

4.2.5 熱力學和動力學穩定性56

4.2.6 超鹼金屬性 56

4.3 平面五配位碳化合物CBe5Aunn-4(n=2∼5)、CBe5Cu5 和CBe5Ag5 59

4.3.1 完美的平面星狀結構60

4.3.2 成鍵特徵 63

4.3.3 動力學穩定性 66

4.3.4 超鹼金屬性 67

4.4 含三個平面四配位碳、矽、鍺的超鹼金屬陽離子 67

4.4.1 最小的星狀結構 67

4.4.2 成鍵特徵 69

4.4.3 良好的熱力學和動力學穩定性 71

4.4.4 超鹼金屬性 71

參考文獻 72

第5章 含平面多配位碳配體的過渡金屬夾心化合物74

5.1 B6C2-為配體的平面六配位碳過渡金屬夾心化合物 74

5.1.1 完美的夾心結構 74

5.1.2 自然鍵軌道(NBO)及分子軌道(MO)分析 77

5.1.3 配體取代反應及反離子效應 78

5.2 含B6C2-的三層及四層過渡金屬夾心化合物 79

5.2.1 三層夾心結構 79

5.2.2 自然鍵軌道(NBO)及分子軌道(MO)分析 82

5.2.3 紅外光譜模擬 83

5.3 C6Li6為配體的平面四配位碳過渡金屬夾心化合物 84

5.3.1 完全交錯的夾心結構85

5.3.2 自然鍵軌道(NBO)及分子軌道(MO)分析 86

5.3.3 芳香性及穩定性 87

5.3.4 紅外光譜模擬 88

5.4 C5Li5-為配體的鋅-鋅金屬鏈夾心化合物 89

5.4.1 含鋅-鋅金屬鏈的夾心結構 89

5.4.2 自然鍵軌道(NBO)及分子軌道分析 90

5.4.3 芳香性及穩定性 92

參考文獻 93

第6章 平面多配位碳過渡金屬層夾心化合物 95

6.1 C8H82-及C9H9-穩定的平面四配位碳過渡金屬層夾心化合物 95

6.1.1 平面四配位碳過渡金屬層夾心結構 96

6.1.2 分子軌道(MO)分析 98

6.1.3 芳香性及熱力學穩定性98

6.1.4 紅外光譜模擬 99

6.2 無機配體B4N4H8-穩定的平面四配位碳過渡金屬層夾心化合物 101

6.2.1 B4N4H8-穩定的平面四配位碳過渡金屬層夾心結構 101

6.2.2 自然鍵軌道(NBO)及分子軌道(MO)分析 103

6.2.3 熱力學穩定性 105

6.2.4 紅外光譜模擬 105

6.3 平面五配位碳、磷過渡金屬層夾心化合物 106

6.3.1 完美的D5h[(CCu5)(C10H10)2]-及[(PCu5)(C10H10)2] 107

6.3.2 自然鍵軌道(NBO)和分子軌道(MO)分析 108

6.3.3 紅外光譜模擬 109

參考文獻 111

第7章 硼環穩定的平面多配位原子化合物 112

7.1 平面多配位矽統一結構模式112

7.1.1 BnE2Si(CH)n(E=CH, BH, Si; n =2∼5)的結構及成鍵 112

7.1.2 BnSi2Si(n=2∼5)、BnSi2C-/0(n=2∼3)的結構及成鍵 114

7.1.3 BnB2H2Si、BnCBH2Si及BnC2H2Si(n=2∼4)的結構及成鍵 114

7.2 含兩個平面多配位矽的S形及環形化合物 117

7.2.1 S形及環形結構118

7.2.2 成鍵特徵 120

7.3 平面八、九配位Al和Ga化合物 121

7.3.1 完美的輪狀結構121

7.3.2 自然鍵軌道(NBO)分析 122

7.3.3 分子軌道(MO)及芳香性分析 123

7.4 平面九、十配位重金屬原子化合物 124

7.4.1 幾何結構 124

7.4.2 分子軌道(MO)分析 125

7.4.3 自然鍵軌道(NBO)分析 126

參考文獻 128

附錄 129


章節試讀:

隨著理論方法和計算資源的快速發展,理論化學以其獨特的優勢受到研究者青睞,成為新型化合物及材料發現和設計的重要推手。長期以來,碳化學由四面體四配位碳、平面三配位碳、直線二配位碳主導,富勒烯、碳納米管、石墨烯的發現使得碳化學“風景這邊獨好”,1970年諾貝爾獎得主Roald Hoffmann提出平面多配位碳概念,可謂“於無聲處聽驚雷”,開啟了碳化學的又一次革命。本書主要介紹了平面多配位碳化合物的概念、發展、穩定策略及應用策略預測的平面多配位碳化合物結構和性質等,重點總結了本人近十餘年來圍繞平面多配位碳化合物理論研究方面獨立(及參與)取得的系列成果,主要包括金屬烴平面多配位碳、平面多配位碳過渡金屬夾心化合物、平面多配位碳金屬鏈夾心化合物、平面多配位碳金屬層夾心化合物、平面多配位碳超鹼金屬化合物、平面多配位其他原子化合物等。這些理論預測的平面多配位碳化合物結構新穎、成鍵獨特,對於推動化學鍵理論及平面多配位碳化合物研究有著重要意義。這些研究成果凝結了很多人的辛勞,非常感謝我的碩士及博士生導師山西大學李思殿教授、翟華金教授、吳豔波教授及忻州師範學院任光明教授、苗常青副教授多年來的支持和幫助。全書的策劃和內容編排得到我博士後合作導師董川教授的精心指導,在此表示感謝。感謝山西省1331工程重點學科建設計畫、山西省高等學校科技創新專案(2017170)及中國博士後科學基金第61批面上專案(2017M611193)對本書研究工作的大力支持和經費資助。本書出版得到了化學工業出版社的大力支持,借此機會表示誠摯的謝意。平面多配位碳化合物研究領域相當寬泛,新的理論和實驗成果層出不窮,本書僅介紹了其中部分內容,可謂“管中窺豹,略見一斑”。由於作者水準和時間所限,書中不妥及疏漏之處,敬請專家、學術同行和讀者朋友不吝指正。郭謹昌 2017年10月 於忻州師範學院


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