平面十二配位MB8C4(M=Ca,Sr,Ba)分子轮团簇的理论研究

作者：冯林雁; 胡晓波; 闫苗; 苗常青; 陈瑞; 郭谨昌^*; 王迎进^*

来源：高等学校化学学报, 2023, 44(10): 162-171.

• 硼基纳米团簇
• 分子轮
• 密度泛函理论
• 化学成键
• 芳香性

基于第一性原理计算,在B3LYP/def2-TZVP水平下对碱土金属(Ca, Sr, Ba)掺杂的硼碳环团簇的稳定性、化学成键及芳香性进行研究.结果表明, MB8C4团簇的全局极小结构是以Ca为中心的完美平面分子轮.对于SrB8C4团簇,十二配位分子轮和拉长状八配位结构能量相近,可能共存于其异构体中.随着掺杂金属原子半径的增加,拉长状八配位结构逐渐趋于稳定,为BaB8C4团簇的基态结构.电荷分析结果表明,轮状结构是一个高电荷转移化合物,可被视为[M]2+[B8C4]2-离子复合物.成键分析揭示分子轮结构具有10σ/8π冲突芳香性,且中心金属与外围硼碳环之间存在微弱的共价作用.磁感应环电流密度分析进一步证实轮状结构的成键特征.该体系可视为双重芳香轮状结构的一个反例.拟合出了体系的红外光谱,并对主要特征峰进行了归属分析.

• 单位
  忻州师范学院; 山西大学