铂的三氟化磷配合物的理论研究

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本文采用两种密度泛函理论方法BP86和MPW1PW91,结合相对论有效势(ECP)基组,对铂的三氟化磷配合物体系单核Pt(PF3)n(n=4,3,2),双核Pt2(PF3)n(n=7,6,5,4),三核Pt3(PF3)6以及四核Pt4(PF3)8进行了系统的理论研究,优化得到相应的稳定结构及各结构的振动频率,讨论了最低能量结构解离PF3基团的解离能及合成多核铂的三氟化磷配合物的反应能,还讨论了Pt2(PF3)6和Pt2(PF3)4的前线分子轨道。  (1)预测实验上已经合成但结构尚未确定的Pt4(PF3)8分子点群为S4对称,优化的结果表明该结构是一个扭曲的Pt4四面体结构包含4根短的Pt=Pt双键和2根较长的Pt-Pt单键,其中8个配体PF3都处在末端位置。  (2)实验上通过裂解单核Pt(PF3)4来合成Pt4(PF3)8,在这个裂解反应过程中可能生成的单核Pt(PF3)n(n=4,3,2),双核Pt2(PF3)n(n=7,6,5,4)以及三核Pt3(PF3)6的几何结构也进行了优化。对于单核Pt(PF3)2分子的几何结构并不是预期的直线型结构,而是一个接近160°的弯曲的V型结构。另外两个单核Pt(PF3)3和Pt(PF3)4的几何结构分别对应为平面三角型和正四面体构型。大部分优化出的低能量双核Pt2(PF3)n(n=7,6,5,4)的结构可以看成是单核Pt(PF3)n(n=4,3,2)结构中的一个配体PF3被一个Pt(PF3)4或者Pt(PF3)3基团取代得到。在这些双核结构中,有些是通过一个桥联的配体PF3将两个单体Pt(PF3)n连接在一起的。低能量的双核结构中还有由不饱和的Pt(PF3)n(n=3,2)构成的对称构型的二聚物[Pt(PF3)n]2(n=3,2)。对于三核Pt3(PF3)6优化出了4个能量较低的结构,其中两个结构是以等长的三角形Pt3为中心,另两个结构是不等长的三角形Pt3为中心,配体PF3有连在端位的,也有连在桥位的。在这四个几个中,能量最低的结构有一个不常见的4电子供体η2-μ3-PF3通过三个Pt-P键和一个Pt-F键桥联在中心三角形Pt3上。  (3)热力学研究这系列的Pt-PF3复合物结果表明略去反应中间过程单核Pt(PF3)2四聚合成Pt4(PF3)8是一个高放热反应。  最近的研究表明PF3配体与对应的金属羰基配合物相比,具有更高稳定性的金属三氟化磷配合物将在无机化学领域中受到更广泛的关注。本文研究PF3配体的金属配合物试图为实验合成这一类的过渡金属三氟化磷配合物提供理论参考。
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