氟代烃及其它含氟配体取代过渡金属羰基配合物的理论研究

Based on the fast development of the study on transition metal carbonyl derivatives of fluorocarbons and other fluorinated ligands, this proposal will investigate the low-lying isomers and their chemical bonds (mainly involving the metal-metal multiple bonds and metal-ligand bonds), spin crossover characteristics of the coordination saturate and unsaturate transition metal carbonyl derivatives of fluorocarbons and other fluorinated ligands, as well as coordination types, the corresponding number of coordination electrons, and the conjugate properties of the ligands by using quantum chemistry calculation method, reveal the relations of the above properties with the stability, the fluoro-substituent and the degree of unsaturation of the derivatives. Through the comprehensive comparison of the structures and the properties between the derivatives with fluorocarbons and the unfluonated ligands, we will try our best to give the broad understanding of the fluoro-substituting effect. These research will be helpful to deeply understand the knowledge for the bonding and the coordination of the transition metal carbonyl derivatives of fluorocarbons and other fluorinated ligands, to enrich the chemical bond and coordination theories, to predict several new potential transition metal carbonyl derivatives of fluorocarbons and other fluorinated ligands with practical application values to supply the theoretical clues for their experimental synthesis and application studies, and to promote their application in the economy construction and the society development, especially in chemistry and materials industry.

基于氟化学特别是氟取代配体过渡金属配合物实验化学的迅速发展，本申请拟用量子化学计算方法，对配位饱和及不饱和含氟代烃及其它含氟配体过渡金属羰基配合物低能异构体及其结构、化学键和性质进行系统的理论研究，特别是各类配合物成键性质（重点是金属-金属多重键和金属-配体键）、自旋交叉、配位方式和配位电子数及配体共轭性质的研究，揭示其与体系稳定性的关系，以及与氟取代和配位不饱和程度的关系。并通过对含氟代烃及其它含氟配体过渡金属羰基配合物与相应未氟取代体系的系统比较研究，力图对氟取代效应有规律性的理解，从而深化对配位饱和及不饱和含氟代烃及其它含氟配体过渡金属羰基配合物的认识,丰富化学键理论和配位理论的内容，预期一些有实际应用价值的潜在配位饱和及不饱和含氟代烃及其它含氟配体过渡金属羰基配合物新类型，为其实验合成和应用开发提供理论线索，促进其在发展经济和社会生活中的应用，特别是在化工生产和新功能材料中的应用。

基于氟化学特别是氟取代配体过渡金属配合物实验化学的迅速发展，本项目主要使用量子化学计算方法以及各类波函数的分析方法，对配位饱和及不饱和含有氟代烃（如C6F6，C5F6，C5F5，C2F2，CF3，CF2等）及其它含氟基团（如PF3，PF2，PF，BF等）作为配体的过渡金属羰基配合物取代衍生物体系进行系统的理论研究。特别地，通过对一些低能量异构体几何结构、电子结构以及红外光谱的理论研究，揭示和确认其基态和低能量异构体化学键（重点是金属-金属多重键和金属-配体键）的本质以及其配位方式、配位电子数、配体共轭性质等因素与其稳定性的关系，发现一些新的化学键结构类型，特别是含氟配体中氟原子的一些新的配位形式。通过研究一些含氟配体取代过渡金属羰基配合物体系在合成、分解等类型的反应当中的反应热、反应能垒、反应路径等性质，从热力学和动力学两方面角度揭示体系电子结构和稳定性的关系以及相应配合物合成的可能性。并通过对含氟代烃及其它含氟配体过渡金属羰基配合物与相应不含氟配体（如CS，CN，NS，SO，BO，S，PCO，C3H5等）取代体系的系统比较研究，探索此类体系中的氟取代效应。通过本项目研究，力图对过渡金属羰基配合物取代衍生物当中的氟取代效应有规律性的理解，从而深化对配位饱和及不饱和含氟代烃及其它含氟配体取代的过渡金属羰基配合物的认识，丰富化学键理论和配位理论的内容，预期一些有实际应用价值的潜在配位饱和及不饱和含氟代烃及其它含氟配体过渡金属羰基配合物新类型，为其实验合成和应用开发提供理论线索，促进其在发展经济和社会生活中的应用，特别是在化工生产和新功能材料中的应用。研究成果在Inorg. Chem.，Phys. Chem. Chem. Phys.，New J. Chem.等国外SCI杂志发表论文25篇。