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一维线性金属串的配合物因具有金属-金属键或金属-金属相互作用的结构和潜在的分子电子器件的应用价值受到了广泛关注。其中，多吡啶胺线性金属串配合物以新颖的结构，独特的成键和较好的导电性、磁性和光谱性质而成为研究热点。
应用密度泛函BP86方法对具有分子导线潜在应用的吡啶胺线性金属串配合物进行加电场研究。分析外电场对配合物的几何构型和电子结构的影响，有助于更好地理解配合物中的电子输运行为，对其未来作为分子导线的应用具有理论指导意义。研究工作主要包括以下三部分内容:
1、应用密度泛函理论BP86方法对具有分子导线潜在应用前景的金属串配合物[Ni3(mpeptea)2]n+(1∶n=2,1-∶n=1,1+∶n=3; mpeptea2-=N,N-bis[(6-pyrid-2"-yl)aminopyrid-2-yl]bismethyl-2，6-diaminopyridine)进行成键分析，并研究外电场对配合物几何和电子结构的影响。结果得到:对于零电场下的Ni—Ni—Ni链，配合物1和氧化态1+均具有三中心四电子σ键(σ2σnb1σ*1)，还原态1-具有三中心五电子σ键(σ2σnb2σ*1)，三者的Ni—Ni和Ni—N键长、1和1+中Ni的电荷密度基本相同，说明mpeptea2-配体比dpa-能更好地稳定配合物的几何结构和电子结构。电场作用下配合物的几何结构发生规律性变化，但变化很小。1+中自旋密度变化起伏较大，表明零电场下氧化态1+的几何结构和电子结构虽与1相似，但在电场中其磁性可能变化较大。电场作用下Ni的电荷密度变化很小，不存在金属与配体间的电荷转移，总体上负电荷由低电势端py(L)和NCH3(L)移向高电势端的py(R)和NCH3(R)，使分子极性增大。氧化态1+中配体的电荷密度变化最显著。HOMO-LUMO能隙Eg大小为1＞1-＞1+。当电场分别为4.626 V·nm-1和3.598V·nm-1时，1和1-均发生LUMO能级交错，使LUMO能和Eg下降明显，有利于电子输运。
2、应用密度泛函理论BP86方法对具有分子导线潜在应用前景的金属串配合物[Co3(mpeptea)2]n+(1∶n=2,1-∶n=1,1+∶n=3; mpeptea2-=N,N-bis[(6-pyrid-2"-yl)aminopyrid-2-yl]bismethyl-2，6-diaminopyridine)进行成键分析，并研究外电场对配合物几何和电子结构的影响。结果得到:对于零电场下的Co—Co—Co链，配合物1和氧化态1+均具有三中心三电子σ键(σ2σnb1σ*0)，还原态1-具有三中心四电子σ键(σ2σnb2σ*0)，三者的Co—Co键长、Co的电荷密度和自旋密度基本相同，说明mpeptea2-配体比dpa-能更好地稳定配合物的几何结构和电子结构。电场作用下配合物的几何结构发生规律性变化。零电场下氧化态1+的几何结构和电子结构与1相似，在电场中几何结构、电荷密度和自旋密度的变化规律均比较类似。电场作用下Co的电荷密度变化很小，不存在金属与配体间的电荷转移，总体上负电荷由低电势端轴向的吡啶环py(L)和甲胺基NCH3(L)移向高电势端另一配体轴向配位的吡啶环py(R)和甲胺基NCH3(R)，使分子极性增大。氧化态1+中配体的电荷密度变化最显著。零电场下HOMO-LUMO能隙Eg大小为1+＞1＞1-。随电场增大1的Eg先略为降低后显著降低，1-的显著降低，而1+的则略为降低;当电场分别大于4.112V·nm-1和6.168 V·nm-1时，1和1+均发生LUMO能级交错，使1的LUMO能和Eg下降明显，有利于电子输运。
3、应用密度泛函理论BP86方法对具有分子导线潜在应用前景的金属串配合物[M3(mpeptea)2]2+(1∶M=Cr,2∶M=Fe,3∶M=Co,4∶M=Ni,5∶M=Cu;mpeptea2-=N,N-bis[(6-pyrid-2"-yl)aminopyrid-2-yl]bismethyl-2,6-diaminopyridine)进行成键分析，并研究外电场对配合物几何和电子结构的影响。结果得到:对于零电场下的M—M—M链，配合物1具有一个三中心三电子σ键(σ2σnb1σ*0)、两个三中心三电子π键（π4πnb2π*0)和一个三中心三电子δ键（δ2δnb1δ*0），配合物2具有一个三中心三电子σ键(σ2σnb1σ*0)、两个三中心五电子π键（π4πnb4π*2）和一个三中心五电子δ键(δ2δnb2δ*1)，配合物5没有形成σ键(σ2σnb2σ*2)。对于零电场下第一过渡周期d4,6～9的中性态配合物1～5，其M—M相互作用随d轨道未成对电子数的减少而减弱。在电场中电荷密度、几何结构和自旋密度的变化规律均比较类似。配合物1～5配体上的负电荷由低电势端轴向的吡啶环py(L)和甲胺基NCH3(L)通过配体和M36+链向高电势端的配体的吡啶环py(R)和甲胺基NCH3(R)上转移，变化程度和趋势不受金属原子种类的影响;金属原子上的正电荷由高电势端M2向低电势端M3转移;总体上，自旋密度的变化2最显著，3最微弱。配合物1～5的高电势端M1—M2键长缩短而低电势端M3—M1键长增长，高电势端M2—N4键长增长而低电势端M3—N5键长缩短，总体上基态为五重态的1、2和4的变化较显著而基态为二重态的3和5的变化较微弱。零电场下HOMO-LUMO能隙Eg大小为5＜3＜1＜4＜2，推断有可能从实验上合成配合物5和1。随电场增大2～4均发生LUMO能级交错，使LUMO能和Eg先略为降低后下降明显。总体上，配合物1和2的能隙随电场增大下降显著，有利于电子输运。