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本课题研究采用了B3LYP,M06-L,BP86和MPW1PW91四种密度泛函的理论方法与ZDP基组和SDD基组对Cp2M2(SO2)2,Cp2M2(SO2)2(CO),Cp2M2(SO2)2(CH2)2(M=Co,Rh,Ir),这九个体系进行了理论研究,优化得到了一系列属于这九个体系的具有稳定结构的分子,并且预测了这些异构体可能的几何构型和成键情况,为实验合成提供了理论线索。其主要结果如下:
1、对于Cp2M2(SO2)2(M=Co,Rh,h)这三个体系,每个体系都能在其它两个体系中找到其体系结构的相似结构,而且这些相似结构的成键情况基本相同。同时我们发现,对于金属钴体系,除Co-2S以外,所有含金属-金属双键的结构都为相对能量大于10kcal/mol的较高能量结构;而对于金属铑和铱的体系,它们有着相同的相对能量小于10kcal/mol的相似结构。此外,在两金属原子与硫原子直接相连的双桥结构中,桥与桥之间角度张开大的结构能量要低;对于含有端基二氧化硫配体的结构,反式的能量要比顺式的能量要低。
2、对于Cp2M2(SO2)2(CO)(M=Co,Rh,Ir)这三个体系,同样发现每个体系都能在其它两个体系中找到其体系结构的相似结构,而且这些相似结构的成键情况也基本相同,金属-金属键都为单键,并且在各自的体系中其能量大小的排列顺序基本相同。通过对上述体系计算解离能,计算结果表明含羰基结构要比无羰基结构稳定。
3、对于Cp2M2(SO2)2(CH2)2(M=Co,Rh,Ir)这三个体系,我们依然发现每个体系都能在其它两个体系中找到其体系结构的相似结构,而且这些相似结构的成键情况基本相同。而且重要的是在Cp2M2(SO2)2(CH2)2(M=Co,Rh,Ir)这三个体系中,我们到找到二氧化硫配体发生耦合的单态结构,它们分别为:Co-CH2-7S与Rh-CH2-7S和Ir-CH2-6S,它们的能量分别比同系的结构:Co-CH2-6S与Rh-CH2-6S和Ir-CH2-4S的高,所以它们通过适当的反应条件,可以发生异构化反应,这对研究它们之间的光致变色性质具有重要的理论意义。