氢键桥联双核铜配合物磁耦合的密度泛函研究.PDFVIP

V o l. 26 高 等 学 校 化 学 学 报 　 N o. 2　 2 0 0 5 年 2 月 　　 　　　　　CH EM ICAL JOU RNAL O F CH IN E SE UN IV ER S IT IE S　　　　　 　　 294～ 298　 氢键桥联双核铜配合物磁耦合的密度泛函研究 孙友敏, 王若曦, 刘成 卜 ( 山东大学理论化学研究所, 济南 250 100) 摘要　在密度泛函理论的基础上, 应用对称性破损方法研究了氢键桥联双核铜模型配合物的磁耦合行为以 及磁耦合常数随 _ 距离的变化趋势. 计算结果表明, 反铁磁耦合作用来源于 原子的 2 2 和氧原子 O O Cu d x - y 的 或 磁轨道的部分重叠, 而 原子不参与磁耦合作用. 磁耦合常数 与 _ 距离 之间存在指数关 p x p y H J O O r 系, 而不是线性关系. 关键词　对称性破损方法; 密度泛函理论; 氢键桥联铜二聚体; 磁结构关联 中图分类号　 64 1　　　　文献标识码　 　　　　文章编号　025 10790 (2005) O A 近年来, 多金属耦合体系不仅是配位化学中最活跃的研究领域, 而且已成为物理学、化学、生物 学和材料科学的交汇点[ 1, 2 ]. 实验化学家在合成和表征大量的多核金属桥联配合物的同时, 理论化学 [3～ 7 ] 工作者也在定性或定量地对这些配合物的磁耦合作用与结构因素的关联进行研究 , 以便从理论上 解释桥联配合物的磁交换机理, 从而为设计与合成新型磁性材料提供理论依据. 多核体系各磁中心上 成单电子间的磁耦合交换作用很弱, 其波数一般小于 1 000 cm - 1 , 有些体系仅有几十个甚至几个波数. 这种弱相互作用导致体系中不同态之间的能级差很小, 能量较高, 对称性相同的各态对低能态有较大 贡献, 因此必须考虑多组态相互作用. 然而, 对于多核耦合体系来说, 体系复杂, 原子数 目多, 用组态 相互作用(C I) 方法处理十分困难, 只能用于简单体系. 为此, N ood lem an 等[ 8～ 11 ] 发展的基于密度泛函 理论( ) 的对称破损( ) 方法成为研究这类体系的一种简单、有效的近似方法. D F T B S 目前对双核铜体系的研究已有大量文献报道, 通过对体系磁结构关联的研究找到了影响这类化 [ 12～ 16 ] 合物磁耦合行为的一些关键因素