包含平面五配位和平面四配位碳化合物的结构和稳定性.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)MayActaP．一Chim．Sin．2012，28(5)，1113-11191113[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201203071www．whxb．pku．edu．cn包含平面五配位和平面四配位碳化合物的结构和稳定性吴林峰李飞飞张聪杰(陕西师范大学化学与化工学院，陕西省大分子科学重点实验室，西安710062)摘要：在B3LYP／6．311+G水平上，研究了包含平面五配位碳(ppC)~H平面[rq配位碳(ptC)的化合物CBsCzH(C。B2)CHCB(

2、n=l一5)的结构、能隙、lR光谱、电子光谱、Wiberg键指数以及芳香性．计算结果表明，这五种化合物的能量最低结构均位于势能面的极小值点，HOMO．LUMO能隙在O．5到1．2eV之间，第一电子的激发能在1780到2910nm之间，且与分子尺寸呈现非单调变化趋势．Wiberg键指数和键长表明这五种化合物的能量最低结构均包含平面五配位和平面四配位碳．C。B单元和右侧CB单元中三元环中心的核独立化学位移(NICS(0))值均为负值，而左侧CB单元中的三元环中心的NICS(0)值中两个为正值，另两个为负值，NICS(1)值与NICS(0

3、)值也一致，因此电子的局域离域对结构的稳定是很重要的．关键词：密度泛函理论：平面五配位碳原子：平面四配位碳原子：芳香性中图分类号：O641StructureandStabilityofCompoundswithPlanarPentacoordinateCarbonsandPlanarTbtracoordinateCarbonswuLin—FengLIFei—FeiZHANGCong—Jie(KeyLaboratoryofMacromolecularScienceofShaanxiProvince,SchoolofChemistrya

4、ndChemicalEngineering,ShannxiNormalUniversity,Xi'an710062，PR．China)Abstract：Wehaveinvestigatedthestructures，gaps，IRspectra，electronicspectra。Wibergbondindices(WBIs)，andaromaticityofCB5CzH(C3Bz)C2H2CB5(n=l一5)withplanarpentac00rdinatecarbons(ppC)andplanartetracoordinatec

5、arbons(ptC)attheB3LYP／6．311+GleveI．CalculationsIndicatethatthefivecompoundswiththeIowestenergiesarelocatedattheminimaofthepotentiaIenergysurfaces．TheenergygapsbetweenthehighestoccupiedmolecularorbitaI(HOMO)andthelowestunoccupiedmolecularorbital(LUMO)varybetween0．5and1．

6、2eV：thefirstelectronictransitionwavelengthsarebetween1780and2910nmanddependnon-monotonicallyonthesizeofthecompounds．WBIsofthefivecompoundsshowthattheycontainbothppCandptC．Thenucleus．independentchemicaIshift(NICS(0))valuesofthecentersofthethree-memberedringsoftheCB5sect

7、ionsontherightsideofthesecompounds．aswelIastheC3B2sections，arenegative，whiletheN~cs(o)valuesofonlytwocentersofthethree—memberedringsoftheCB5sectionsontheIeftsidearenegative．1naddition。sincetheNICs(o)ofthecentersofthethree-memberedringsareconsistentwiththoseofNICS(1)，th

8、enlocaIdelocalizationofthe丌electronsmustplayanimportantroleinstabilizingthesecompounds．KeyWords：Densityfunctionaltheo