B2X4(X=F,Cl,Br,I)分子结构稳定性的密度泛函理论研究

B2X4（X=F,Cl,Br,I）分子结构稳定性的密度泛函理论研究

胡宗超;王一波

【摘 要】用ＬＤＳＡ密度泛函理论系统研究了Ｂ２Ｘ４（Ｘ＝Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）的分子结构及其稳定性，结果表明Ｂ２Ｅ４的Ｄ２ｈ对称性的构型较Ｄ２ｄ构型略为稳定，而Ｂ２Ｘ４则是Ｄ２ｄ对称性的构型较为稳定，从理论上２解释并预测了实验结果。

【期刊名称】《贵州大学学报：自然科学版》 【年(卷),期】1999(016)002 【总页数】5页(P116-120)

【关键词】分子结构;稳定性;密度泛函理论;卤化硼 【作 者】胡宗超;王一波

【作者单位】贵州大学化学系;贵州大学化学系 【正文语种】中 文 【中图分类】其他

第 16 卷第 2 期 1999 年 5 月 贵州大学学报（自然科学报）Journal of Guizhou Umvernt)I'(Natural Science) B2X4(X 二 F, Cl,Br,I ）分子结构 稳定性的密度泛函理论研究＊胡宗超王一波（贵州大学化学系货l钢 550025)Vol.16.N。 5 岛fay.1998 摘要用 LSDA 密度泛函理论系统研究了马凡（ X= F,Cl,Br, I) 的分子结构 及其稳定性，结果表明乌凡的 Dzh对称性的构型较 Did构型略为稳定，而马L (X=Cl,Br, I) 则是 Did对称性的构型较为稳定，从理论上解释并预测了实验结

果．关键词乌~，分子结构，稳定性， LSDA 密度泛函理论中图分类号0641.121 1前言 乌~（ X=F,Cl,Br, I) 分子结构及其稳定性是砌的卤化物中需要进一步研究的问题．Cotton 在他的权威专著中指出［la］，处在晶态的 Bi月和马c』，两者都是由 B-B 键连接在一 起的 BX2 基团所构成，且分子呈平面构型（ Dz1, ），在液态和气态中，它们不是平面构型，而是 两个 BzF4 基团相互垂直的交错构型（Dzd).Greenwood 在他的著作中也讨论了马凡的相对 稳定性问题［ le］.电子衍射实验表明乌凡的稳定构型为 Dzh ，不过其分子内旋转势非常 小Etbl ;BzCl4 则相反，其稳定构型为 Dzd ，旋转势也较小［2］；马Br4 与马C」相似，稳定构型也 是Did ，但其旋转势较高 E3l.Danielson 等推测马 l4 的稳定构型为 0zp1.而光谱实验结果表 明：马凡的三种状态均为 Dzh构型［ lb,4,5］；马C」的气态［4,6,7］和液态［6,7,8］为 Dzd构型，固态为 Dzh[6,9］；马Br4 的全部三种状态均为 Dzd 构型，且具有比 Bi日和 BzC」更高的分子内旋转 势［ 101.Bews 等用半经验方法 MN政3 计算了马C」的结构和分子内旋转势［ lt ] ;Stlevik 等用分 子力学方法计算了马~（X=F,Cl,Br ）的结构和分子内旋转势［ 12, 13, 14]; Demachy 等用岛。4 计算了 BzF4 和马C4 的结构和分子内旋转势（ 15]以上研究工作仅限于乌~中的一个或几个分子，用同一种可靠的计算方法对整个卤素的Bz~ （ X=F,Cl,Br,I) 化合物进行系统研究工作尚未见报道．本文采用近年来发展迅速 的、计算精度较高的密度泛函理论（DIT），对该类化合物的结构和分子内旋转势进行仔细计 算，系统地探讨它们的结构、稳定性及递变规律．争国家自然科学基金和负州自然科学基金资助项目收稿日期： 1999-03-13第16卷第 2 期1999 年5月贵州大学学报（自然科学报）Journal of Guizhou Umvernt)I'(Natural Science) B2X4(X 二 F, Cl,Br,I ）分子结构稳定性的密度泛函理论研究＊Vol.16.N。岛fay.1998 摘要用 LSDA 密度泛函理论系统研究了马凡（ X= F,Cl,Br, I) 的分子结构及其稳定性，结果表明乌凡的 Dzh对称性的构型较 Did构型略为稳定，而马

L(X=Cl,Br, I) 则是 Did对称性的构型较为稳定，从理论上解释并预测了实验结果．0 641.121 1 前言乌~（ X=F,Cl,Br, I) 分子结构及其稳定性是砌的卤化物中需要进一步研究的问题．Cotton 在他的权威专著中指出［la］，处在晶态的 Bi月和马c』，两者都是由 B-B 键连接在一起的 BX2 基团所构成，且分子呈平面构型（ Dz1, ），在液态和气态中，它们不是平面构型，而是两个 BzF4 基团相互垂直的交错构型（Dzd).Greenwood 在他的著作中也讨论了马凡的相对稳定性问题［ le］.电子衍射实验表明乌凡的稳定构型为 Dzh ，不过其分子内旋转势非常小Etbl ;BzCl4 则相反，其稳定构型为 Dzd ，旋转势也较小［2］；马Br4 与马C」相似，稳定构型也是Did ，但其旋转势较高 E3l.Danielson 等推测马 l4 的稳定构型为 0zp1.而光谱实验结果表明：马凡的三种状态均为 Dzh构型［ lb,4,5］；马C」的气态［4,6,7］和液态［6,7,8］为 Dzd构型，固态为Dzh[6,9］；马Br4 的全部三种状态均为 Dzd 构型，且具有比 Bi日和 BzC」更高的分子内旋转势［ 101.Bews 等用半经验方法 MN政3 计算了马C」的结构和分子内旋转势［ lt ] ;Stlevik 等用分子力学方法计算了马~（X=F,Cl,Br ）的结构和分子内旋转势［ 12, 13, 14]; Demachy 等用岛。4计算了 BzF4 和马C4 的结构和分子内旋转势（ 15]Bz~ （ X=F,Cl,Br,I) 化合物进行系统研究工作尚未见报道．本文采用近年来发展迅速的、计算精度较高的密度泛函理论（DIT），对该类化合物的结构和分子内旋转势进行仔细计算，系统地探讨它们的结构、稳定性及递变规律．第 2 期 胡宗超王一波：马Xi(X=F,Cl,Br,l)分子结构稳定性的密度泛函理论研究 ?117· 2方法 本文的全部研究采用局域自旋密度近似的密度泛函 LSDA 方法，其中交换势采用Slater 的交换泛函、相关势采用 Vosko-Wilk- Nusair 的相关泛函．对于乌Xi (X =F, Cl, Br)分子，选用 6 - 311G(3df) 的标准基函数， l3il4 用 LanL2DZ 有效势 ECP 基函数（ 16) _本文的全部计算采用 Gaussian 94 Revision D.3 程序［ 16），在贵州大学量子化学实验室的 Pentiumpro/.200 工作站上完成，共耗