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很多半三明治配合物已被合成,而关于其结构、键能、稳定性等却很少在理论上被系统研究,尤其是其所具有的芳香性很少被人关注。芳香性是直接影响其结构等特征的重要性质,但是直到目前为止还不能在实验上定量测量其大小,所以寻找实验上定量测定芳香性半三明治配合物芳香性大小的方法成为了科学家追求的又一新目标。从理论出发,研究发现芳香性分子之所以表现出芳香性是因为分子内部存在环状共轭键,诱导产生电子环流(π、σ),即分子芳香性与其内部的共轭作用力之间存在直接关系,而共轭作用力表现出的振动方式是一种环伸缩振动,所以分子的芳香性与分子的环伸缩振动存在一定的相关性。应用群论知识对六元环、五元环、四元环配体及其形成的半三明治配合物进行分析,发现配体均具有高对称性结构,属于Dnh点群,存在A1g/A1’对称类型的简正振动模式,而半三明治配合物属于Cnv点群,存在A1对称类型简正振动模式,根据光谱选律,发现配体及其形成的半三明治配合物的A1g/A1’/A1对称类型的环伸缩振动均具有拉曼活性,即物质的芳香性与其A1g/A1’/A1对称类型的环伸缩振动拉曼光谱频率(RSVRSF)之间是存在相关性的。采用Gaussian09量子化学计算程序中的密度泛函理论(DFT)B3LYP计算方法,对于有H原子的体系应用6-311++G(d,p)的基组,无H原子体系应用6-311+G(d)基组,对配体及其形成的半三明治配合物进行几何结构优化,优化到最高对称性的基础之上,计算其A1g/A1’/A1对称类型的RSVRSF,并采用B3LYP-GIAO方法计算其核独立化学位移(NICS),应用Gaussian NBO3.1程序进行电荷、轨道、成键情况分析,应用Gauss View5.0绘制分子的几何结构图、振动模式图和特征分子轨道图,采用社会科学软件包SPSS17.0计算目标分子的NICS与其A1g/A1’/A1对称类型的RSVRSF之间的相关性系数和线性回归方程,最后应用Origin8.0绘制不同体系分子的芳香性-拉曼光谱频率之间的相关性曲线。配体[η6-C6X6]、[η5-C5X5]-、[η4-C4X4]2-(X=F、Cl、Br)均属于Dnh(n=4,5,6)点群,存在A1g/A1’对称类型RSVRSF,除[η4-C4F4]2-的NICS(1.0)为正值,具有反芳香性以外,其他配体的NICS均为负值,具有芳香性。随取代原子F、Cl、Br的变化顺序,[η6-C6X6]和[η5-C5X5]-的NICS绝对值、A1g/A1’对称类型RSVRSF均逐渐减小,即A1g/A1’对称类型RSVRSF越大,分子的芳香性越大,而且相关性系数达到0.9以上,理论预测可通过实验测定其A1g/A1’对称类型的RSVRSF值测定该类配体的芳香性大小。由配体与金属离子形成的半三明治配合物均存在A1对称类型的RSVRSF,且强度均很高,所有设计、优化、计算的半三明治配合物中除[(η5-C5X5)Zn]+是反芳香性的,其他半三明治配合物均是芳香性的。相同取代配体与不同金属离子形成的半三明治配合物相比较,其中Ti、V、Ni形成的半三明治配合物的芳香性比配体芳香性大,Cr、Mn、Cu、Zn形成的半三明治配合物的芳香性比配体小,碱金属、碱土金属离子形成的半三明治配合物的芳香性变化随金属变化的顺序是:Li>K>Na,Be>Ca>Mg;比较半三明治配合物与配体之间的频率,其中F原子取代的配体形成半三明治配合物后,其A1对称类型的RSVRSF变大,而以Cl、Br原子取代的配体形成半三明治配合物后,其A1对称类型的RSVRSF变小,但是变化幅度较小约在20cm-1左右;而相同金属离子与不同取代配体形成的半三明治配合物中,随着F、Cl、Br取代的顺序其NICS绝对值与A1对称类型的RSVRSF值均逐渐减小,呈高度正相关,即A1对称类型的RSVRSF值越大,半三明治配合物的芳香性越大,相关性系数达到0.9以上,与配体规律一致。理论预测也可通过实验测定其A1对称类型的RSVRSF值测定该类半三明治配合物的芳香性大小。