电场作用下金属串配合物Ru_3(dpa)_4L_2(L=Cl,C≡N,C≡CPh)结构的理论研究

摘要

用密度泛函理论BP86结合自然键轨道分析方法,研究了具有分子导线潜在应用的含二吡啶胺配体（dpa）的金属串配合物[Ru3（dpa）4]L2（1：L=Cl,2：C≡N,3：C≡CPh）的Ru—Ru,Ru—L键及其在电场作用下的结构变化规律,结果表明：（1）配合物基态均存在Ru6＋3离域三重键,1中具有1个σ43和2个!43离域键,2中具有σ23,!53和δ53离域键,3中具有1个σ23和2个!53离域键.1的轴向配体形成Ru—Cl弱配位σ键,2和3中Ru与C≡N和C≡CPh（下文简写为CN和CCPh）除形成Ru—C配位σ键外,还具有Ru（dyz,dxz）→L（!＊C-N或!＊C-C）反馈!键,减弱了Ru—Ru离域!键.且2的CN中N的电负性较大,其反馈!键更强使Ru—Ru键最弱,故Ru—Ru距离为2〉3〉1.（2）电场作用下,低电势端的Ru—Ru和Ru—L键缩短,而高电势端的Ru—Ru和Ru—L键增长;轴向配体的负电荷向高电势端转移,而Ru的正电荷则向低电势端移动;高电势端Ru的自旋密度减小,而低电势端Ru和L的自旋密度增大.因3中CCPh共轭性强,故电荷密度和自旋密度对电场更敏感,有利于电子在分子轴的传输.1-3的前线分子轨道分布、能级和能隙在电场作用下均较稳定.在电场中前线轨道仍能保持金属轴的离域,有利于电子传输.（3）含更大的共轭轴向配体CCPh的3的HOMO-LUMO能隙小于具有相同自旋态的2,故3的导电性可能最好.