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Np(NO3)nq(n=16,q=-2+3)配合物的结构和性质

马磊 殷耀鹏 丁晓彬 董晨钟

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Np(NO3)nq(n=16,q=-2+3)配合物的结构和性质

马磊, 殷耀鹏, 丁晓彬, 董晨钟

Structures and properties of Np(NO3)nq (n=16, q=-2+3) coordination compound

Ma Lei, Yin Yao-Peng, Ding Xiao-Bin, Dong Chen-Zhong
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  • 利用密度泛函理论的B3LYP杂化方法,在相对论有效芯势模型下,使用Gaussian 03程序对IV价镎离子(Np4+)与硝酸根离子(NO3-)形成的几种配合物Np(NO3)nq(n=16,q=-2+3)的几何结构进行了优化,给出了其结构参数及性质.研究发现:Np4+与NO3-在结合过程中均以双齿模式结合,且Np4+与2(NO3-)结合形成的Np(NO3)22+配合物的NpN键及NpO键的键长最短,但Np4+与4(NO3-)结合形成的Np(NO3)4配合物的结合能最大、结合最稳定.最后,进一步计算了Np(NO3)4配合物的红外光谱,通过与已有的实验数据对比的一致性,确认了本文计算结果的可靠性.
    In the process of nuclear waste disposal, the valuable uranium and plutonium are recycled and separated by dissolving the spent fuel in nitric acid. However, transuranic Np greatly influences the process of separation and recovery. Therefore, it is vital to study the structure and properties of nitrate, which is combined with neptunium ions and nitric acid. Furthermore, there are few researches about nitrate formed by tetravalent neptunium ions. So in this article, by using B3LYP hybrid method of density functional theory, the Gaussian 03 program is used to optimize the geometric construction of the coordination compounds Np(NO3)nq (n=1-6, q=-2-+3) formed by the tetravalent neptunium ions (Np4+) and nitrate ion (NO3-). Under the relativistic effective core potential model, the structure parameters and properties are reported. It is found that NO3- coordinates to Np4+ as a bidentate ligand, and the NpN and NpO bonds are the shortest in Np(NO3)22+, while the binding energy of the Np(NO3)4 is the largest. The infrared spectra of Np(NO3)4 are calculated in the gas and liquid phase. Comparing with the available experimental data, the reliability of the calculation results in this work is confirmed.
      通信作者: 董晨钟, dongcz@nwnu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金重大研究计划(批准号:91126007)资助的课题.
      Corresponding author: Dong Chen-Zhong, dongcz@nwnu.edu.cn
    • Funds: Project supported by the Major Research Plan of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 91126007).
    [1]

    Zhou W G 2011 Prog. In. Chem. 23 1272 (in Chinese) [韦悦周 2011 化学进展 23 1272]

    [2]

    Tian G X 2015 J. Nucl. Radioanal 37 276 (in Chinese) [田国新 2015 核化学与放射化学 37 276]

    [3]

    Wu Y P 1996 Atom. En. Sci. Technol. 30 179 (in Chinese) [吴宇平 1996 原子能科学技术 30 179]

    [4]

    Laidler J B 1966 J. Chem. Soc. A 88 780

    [5]

    Sergei Mikhailov B A (translated by Zhang X X, Zhu J, Zhao S Z) 1971 Neptunium in Analytical Chemistry (Beijing: Atomic Energy Press) pp19-23 (in Chinese) [米哈伊诺夫B A 著(张心祥, 祝疆, 姜延林, 赵守真 译)1971 镎的分析化学 (北京: 原子能出版社) 第1923页]

    [6]

    Yin Y P, Dong C Z, Ding X B 2015 Chem. Phys. Lett. 635 134

    [7]

    Zeng J H, Yang X, Liao J L, Liu N, Yang Y Y, Chai Z F, Wang D Q 2014 Phys. Chem. Chem. Phys. 16 16536

    [8]

    Yang X, Liang Y N, Ding S D, Li S J, Chai Z F, Wang D Q 2014 Inorg. Chem. 53 7848

    [9]

    Vallet V, Macak P, Wahlgren U, Grenthe I 2006 Theor. Chem. Acc. 115 145

    [10]

    Lee C, Yang W, Parr R G 1988 Phys. Rev. B 37 785

    [11]

    Schreckenbach G, Hay P J, Martin R L 1999 J. Comput. Chem. 20 70

    [12]

    Ehlers A W, Frenking G 1994 J. Am. Chem. Soc. 116 1514

    [13]

    Zheng Y Y, Ren G M, Chen R, Wang X M, Chen X H, Wang L, Yuan L, Huang X F 2014 Acta Phys. Sin. 63 213101 (in Chinese) [郑圆圆, 任桂明, 陈锐, 王兴明, 谌晓洪, 王玲, 袁丽, 黄晓凤 2014 63 213101]

    [14]

    Cao X, Dolg M, Stoll H 2003 J. Chem. Phys. 118 487

    [15]

    Cao X, Dolg M, Stoll H 2004 J. Molec. Struct. (Theochem) 673 203

    [16]

    Kuchle W, Dolg M, Stoll H, Preuss H 1994 J. Chem. Phys. 100 7535

    [17]

    Yin Y P, Dong C Z, Du L Q 2014 Eur. Phys. J. D 68 1

    [18]

    Hay P J, Martin R L 1998 J. Chem. Phys. 109 3875

    [19]

    Glukhovtsev M N, Pross A, Mcgrath M P 1995 J. Chem. Phys. 103 1878

    [20]

    Boys S F, Bernardi F 1970 Mol. Phys. 19 553

    [21]

    Frisch M J, Trucks G W, Schlegel H B, Scuseria G E, Robb M A, Cheeseman J R, Montgomery Jr J A, Vreven T, Kudin K N, Burant J C 2004 Gaussian 03 Revision B. 05 (Wallingford: Gaussian Inc)

    [22]

    Shi B D, Wang J Z 1991 J. Xiamen Univ. 1 55 (in Chinese) [施彼得, 王金枝 1991 厦门大学学报 (自然科学版) 1 55]

    [23]

    Allen P G, Bucher J J, Shuh D K, Edelstein N M, Reich T 1997 Inorg. Chem. 36 4676

  • [1]

    Zhou W G 2011 Prog. In. Chem. 23 1272 (in Chinese) [韦悦周 2011 化学进展 23 1272]

    [2]

    Tian G X 2015 J. Nucl. Radioanal 37 276 (in Chinese) [田国新 2015 核化学与放射化学 37 276]

    [3]

    Wu Y P 1996 Atom. En. Sci. Technol. 30 179 (in Chinese) [吴宇平 1996 原子能科学技术 30 179]

    [4]

    Laidler J B 1966 J. Chem. Soc. A 88 780

    [5]

    Sergei Mikhailov B A (translated by Zhang X X, Zhu J, Zhao S Z) 1971 Neptunium in Analytical Chemistry (Beijing: Atomic Energy Press) pp19-23 (in Chinese) [米哈伊诺夫B A 著(张心祥, 祝疆, 姜延林, 赵守真 译)1971 镎的分析化学 (北京: 原子能出版社) 第1923页]

    [6]

    Yin Y P, Dong C Z, Ding X B 2015 Chem. Phys. Lett. 635 134

    [7]

    Zeng J H, Yang X, Liao J L, Liu N, Yang Y Y, Chai Z F, Wang D Q 2014 Phys. Chem. Chem. Phys. 16 16536

    [8]

    Yang X, Liang Y N, Ding S D, Li S J, Chai Z F, Wang D Q 2014 Inorg. Chem. 53 7848

    [9]

    Vallet V, Macak P, Wahlgren U, Grenthe I 2006 Theor. Chem. Acc. 115 145

    [10]

    Lee C, Yang W, Parr R G 1988 Phys. Rev. B 37 785

    [11]

    Schreckenbach G, Hay P J, Martin R L 1999 J. Comput. Chem. 20 70

    [12]

    Ehlers A W, Frenking G 1994 J. Am. Chem. Soc. 116 1514

    [13]

    Zheng Y Y, Ren G M, Chen R, Wang X M, Chen X H, Wang L, Yuan L, Huang X F 2014 Acta Phys. Sin. 63 213101 (in Chinese) [郑圆圆, 任桂明, 陈锐, 王兴明, 谌晓洪, 王玲, 袁丽, 黄晓凤 2014 63 213101]

    [14]

    Cao X, Dolg M, Stoll H 2003 J. Chem. Phys. 118 487

    [15]

    Cao X, Dolg M, Stoll H 2004 J. Molec. Struct. (Theochem) 673 203

    [16]

    Kuchle W, Dolg M, Stoll H, Preuss H 1994 J. Chem. Phys. 100 7535

    [17]

    Yin Y P, Dong C Z, Du L Q 2014 Eur. Phys. J. D 68 1

    [18]

    Hay P J, Martin R L 1998 J. Chem. Phys. 109 3875

    [19]

    Glukhovtsev M N, Pross A, Mcgrath M P 1995 J. Chem. Phys. 103 1878

    [20]

    Boys S F, Bernardi F 1970 Mol. Phys. 19 553

    [21]

    Frisch M J, Trucks G W, Schlegel H B, Scuseria G E, Robb M A, Cheeseman J R, Montgomery Jr J A, Vreven T, Kudin K N, Burant J C 2004 Gaussian 03 Revision B. 05 (Wallingford: Gaussian Inc)

    [22]

    Shi B D, Wang J Z 1991 J. Xiamen Univ. 1 55 (in Chinese) [施彼得, 王金枝 1991 厦门大学学报 (自然科学版) 1 55]

    [23]

    Allen P G, Bucher J J, Shuh D K, Edelstein N M, Reich T 1997 Inorg. Chem. 36 4676

  • [1] 施斌, 袁荔, 唐天宇, 陆利敏, 赵先豪, 魏晓楠, 唐延林. 特丁基对苯二酚的光谱及密度泛函研究.  , 2021, 70(5): 053102. doi: 10.7498/aps.70.20201555
    [2] 彭婕, 张嗣杰, 王苛, DoveMartin. 经式8-羟基喹啉铝的光谱与激发性质密度泛函.  , 2020, 69(2): 023101. doi: 10.7498/aps.69.20191453
    [3] 房玉真, 孔祥晋, 王东亭, 崔守鑫, 刘军海. BixBa1-xTiO3电子及能带结构的第一性原理研究.  , 2018, 67(11): 117101. doi: 10.7498/aps.67.20172644
    [4] 孙启响, 闫冰. CH3I2+的二体、三体解离过程的理论研究.  , 2017, 66(9): 093101. doi: 10.7498/aps.66.093101
    [5] 郑树文, 范广涵, 何苗, 赵灵智. W掺杂对β-Ga2O3导电性能影响的理论研究.  , 2014, 63(5): 057102. doi: 10.7498/aps.63.057102
    [6] 赵凤岐, 张敏, 李志强, 姬延明. 纤锌矿In0.19Ga0.81N/GaN量子阱中光学声子和内建电场对束缚极化子结合能的影响.  , 2014, 63(17): 177101. doi: 10.7498/aps.63.177101
    [7] 王文娟, 王海龙, 龚谦, 宋志棠, 汪辉, 封松林. 外电场对InGaAsP/InP量子阱内激子结合能的影响.  , 2013, 62(23): 237104. doi: 10.7498/aps.62.237104
    [8] 陈宣, 袁勇波, 邓开明, 肖传云, 陆瑞锋, 阚二军. MnxSny(x=2,3,4; y=18,24,30)团簇几何结构的密度泛函研究.  , 2012, 61(8): 083601. doi: 10.7498/aps.61.083601
    [9] 孟振华, 李俊斌, 郭永权, 王义. 稀土元素的价电子结构和熔点、结合能的关联性.  , 2012, 61(10): 107101. doi: 10.7498/aps.61.107101
    [10] 莽朝永, 苟高章, 刘彩萍, 吴克琛. 木榄醇手性光谱的密度泛函研究.  , 2011, 60(4): 043101. doi: 10.7498/aps.60.043101
    [11] 张致龙, 陈玉红, 任宝兴, 张材荣, 杜瑞, 王伟超. (HMgN3)n(n=15)团簇结构与性质的密度泛函理论研究.  , 2011, 60(12): 123601. doi: 10.7498/aps.60.123601
    [12] 孙建敏, 赵高峰, 王献伟, 杨雯, 刘岩, 王渊旭. Cu吸附(SiO3)n(n=1—8)团簇几何结构和电子性质的密度泛函研究.  , 2010, 59(11): 7830-7837. doi: 10.7498/aps.59.7830
    [13] 李雪梅, 张建平. 5-(2-芳氧甲基苯并咪唑-1-亚甲基)-1,3,4噁二唑-2-硫酮的结构,光谱与热力学性质的理论研究.  , 2010, 59(11): 7736-7742. doi: 10.7498/aps.59.7736
    [14] 周晶晶, 陈云贵, 吴朝玲, 肖艳, 高涛. NaAlH4 表面Ti催化空间构型和X射线吸收光谱: Car-Parrinello分子动力学和密度泛函理论研究.  , 2010, 59(10): 7452-7457. doi: 10.7498/aps.59.7452
    [15] 张建军, 张红. Al吸附在Pt, Ir和Au的(111)面的低覆盖度研究.  , 2010, 59(6): 4143-4149. doi: 10.7498/aps.59.4143
    [16] 林峰, 郑法伟, 欧阳方平. H2O在SrTiO3-(001)TiO2表面上吸附和解离的密度泛函理论研究.  , 2009, 58(13): 193-S198. doi: 10.7498/aps.58.193
    [17] 陈玉红, 康 龙, 张材荣, 罗永春, 蒲忠胜. (Li3N)n(n=1—5)团簇结构与性质的密度泛函研究.  , 2008, 57(7): 4174-4181. doi: 10.7498/aps.57.4174
    [18] 陈玉红, 康 龙, 张材荣, 罗永春, 元丽华, 李延龙. (Ca3N2)n(n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究.  , 2008, 57(10): 6265-6270. doi: 10.7498/aps.57.6265
    [19] 吕瑾, 许小红, 武海顺. 3d系列 (TM)4 团簇的结构和磁性.  , 2004, 53(4): 1050-1055. doi: 10.7498/aps.53.1050
    [20] 谭明秋, 陶向明, 徐小军, 蔡建秋. 含铀化合物UAl3和USn3电子结构的密度泛函研究.  , 2003, 52(12): 3142-3149. doi: 10.7498/aps.52.3142
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-13
  • 修回日期:  2016-12-08
  • 刊出日期:  2017-03-05

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