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NBO电荷计算对电中性原理的检验(英文)

Verifying Principle of Electroneutrality by NBO Charge Calculations

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【作者】 徐嘉伟; 邓力克; 张浩哲; 张焕禹; 罗羽晨; 颜馨雅; 包建春; 方敏; 吴勇;

【Author】 XU Jia-Wei;DENG Li-Ke;ZHANG Hao-Zhe;ZHANG Huan-Yu;LUO Yu-Chen;YAN Xin-Ya;Bao Jian-Chun;FANG Min;WU Yong;Jiangsu Key Laboratory of New Power Batteries,Jiangsu Collaborative Innovation Center of Biomedical Functional Materials,School of Chemistry and Materials Science,Nanjing Normal University;Jiangsu Key Laboratory for Numerical Simulation of Large Scale Complex Systems (NSLSCS),Nanjing Normal University;State Key Laboratory of Coordination Chemistry,Nanjing University;

【通讯作者】 方敏;吴勇;

【机构】 南京师范大学化学与材料科学学院江苏省生物功能材料协同创新中心江苏省新型动力电池重点实验室; 南京师范大学江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室; 南京大学配位化学国家重点实验室;

【摘要】 我们在B3LYP/6-31++G(d,p)计算级别下计算了[M(H2O)6]3+(M=Sc~Co)、[Co.L6](L=F-、H2O、NH3、CN-),以及基于α-Al2O3晶体结构搭建的铝氧簇Al3O(OH)7(H2O)5(Al3)和Al6O6(OH)6(H2O)5(Al6)的NBO电荷。除[Co(NH3)6]3+外,其它化合物均不符合经典教科书中的电中性原理,具有超出-1~+1范围的电荷。此外,我们发现中心原子的电荷受到配位原子种类的极大影响,而这一规律未在电中性原理的表述中。计算结果表明,从[Co F6]3-到[Co(CN)6]3-,中心离子上所带电荷量从+1.639变化至-1.360,且中心离子上所带电荷随其离子势的增大而降低。另外基于对铝氧簇的计算,我们预测α-Al2O3中的Al原子所带电荷应为2.1±0.1。

【Abstract】 NBO charges of [M(H2 O)6]3+(M=Sc~Co),[Co(Ⅲ)L6](L=F-,H2O,NH3,CN-),Al3O(OH)7(H2O)5(Al3) and Al6O6(OH)6(H2O)5(Al6) created based on α-Al2O3 were calculated at B3 LYP/6-31++G(d,p) level of density functional theory(DFT).Except for [Co(NH3)6]3+,they all violate the principle of electroneutrality(EN) by having charges outside the range of +1 to-1.In addition,the charge for the central metal ion is drastically influenced by the type of the coordination atoms,which is not included in the current EN principle.The charges of Co3+in [CoF6]3-and[Co(CN)6]3- were found to be 1.639 and-1.360,respectively.When the ionic potential of the central atom increases,its charge would decrease.Based on our calculation,we predict the charge of A1 in α-Al2 O3 is 2.1±0.1.

【基金】 国家自然科学基金(No.21071082,21471081,21533012);江苏省大学生创新创业培训计划(No.201910319079Y)资助项目
  • 【文献出处】 无机化学学报 ,Chinese Journal of Inorganic Chemistry , 编辑部邮箱 ,2020年11期
  • 【分类号】O641.1
  • 【被引频次】1
  • 【下载频次】67
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