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编辑推荐

适读人群 ：本书可供高等院校及科研院所计算化学、无机化学等专业的本科生、研究生和相关领域科研工作者参考。
随着理论方法和计算资源的快速发展，理论化学以其独特的优势受到研究者青睐，成为新型化合物和材料发现和设计的重要推手。长期以来，碳化学由四面体配位碳、平面三配位碳、直线二配位碳主导，富勒烯、碳纳米管、石墨烯的发现使得碳化学“风景这边独好”，1970年诺贝尔奖得主霍夫曼提出平面多配位碳概念，可谓“于无声处听惊雷”，开启了碳化学的又一次革命。
该书主要介绍了平面多配位碳化合物的概念、发展、稳定策略及应用策略预测的平面多配位碳化合物结构和性质等，重点总结了作者围绕平面多配位碳化合物理论研究方面独立（及参与）取得的系列成果，主要包括金属烃平面多配位碳、平面多配位碳过渡金属夹心化合物、平面多配位碳金属链夹心化合物、平面多配位碳金属层夹心化合物、平面多配位碳超碱金属化合物、平面多配位其它原子化合物等。这些理论预测的平面多配位碳化合物结构新颖、成键独特，对于推动化学键理论及平面多配位碳化合物研究有着重要意义。

内容简介

本书综述了四十多年来国际和国内在平面多配位碳化合物研究领域的研究进展，重点介绍了作者十多年来在平面多配位碳化合物理论研究方面开展和参与的系列工作。主要内容：平面多配位碳化合物概述、理论和研究方法、金属(卤)烃平面多配位碳化合物、平面多配位碳金属夹心化合物、平面多配位碳过渡金属层夹心化合物、平面多配位碳超碱金属化合物、其它平面多配位原子化合物的结构、成键、热力学和动力学稳定性研究。
本书可供高等院校及科研院所计算化学、无机纳米团簇等专业的本科生、研究生和相关领域科研工作者参考。

作者简介

郭谨昌，忻州师范学院，一直从事物理化学、计算化学、材料化学方面的研究，主要集中于平面配位碳及其过渡金属夹心化合物、硼氧及碳氧化合物、平面多配位原子超碱金属化合物等领域。

内页插图

目录

第1章 绪论 1
1.1 平面四配位碳稳定策略 2
1.2 一些代表性平面多配位碳化合物 3
1.2.1 首例理论预测的平面四配位碳分子C3H4Li2 3
1.2.2 首例实验合成的平面四配位碳配合物 4
1.2.3 首例气相合成的五原子平面四配位碳团簇CAl4- 5
1.2.4 首例平面五、六配位碳全局极小D5h CAl5+和D3h CO3Li3+ 6
1.2.5 首例平面四配位、五配位、六配位碳二维平面材料 7
参考文献 9
第2章 理论基础与研究方法 10
2.1 理论基础 11
2.1.1 分子轨道理论 11
2.1.2 从头算方法 12
2.1.3 密度泛函理论 12
2.1.4 微扰理论 13
2.2 研究方法 13
2.2.1 程序简介 13
2.2.2 结构优化和频率计算 14
2.2.3 异构体全局搜索 14
2.2.4 自然键轨道（NBO）分析 15
2.2.5 分子轨道分析 15
2.2.6 适应性自然密度划分 16
2.3 本书所用方法和基组 16
参考文献 17
第3章 过渡金属（卤）烃平面四配位碳、硅、锗化合物 18
3.1 过渡金属烃平面四配位碳化合物CM4H4（M=Ni, Pd, Pt） 18
3.1.1 完美的平面方形结构 19
3.1.2 M-C共价作用及M-H-M三中心键 20
3.1.3 分子轨道（MO）及AdNDP分析 21
3.2 红外光谱模拟 22
3.3 含多个平面四配位碳的过渡金属烃化合物 23
3.3.1 拓展策略 24
3.3.2 一维拓展化合物CnM2n+2H2n+2（M=Ni, Pd, Pt） 25
3.3.3 二维拓展 28
3.4 过渡金属卤烃四配位碳、硅、锗化合物 30
3.4.1 包容性更强的过渡金属卤烃 31
3.4.2 M-X共价作用及M-Cl-M三中心键 34
3.4.3 分子轨道（MO）分析 34
3.4.4 红外光谱模拟 35
3.4.5 热力学稳定性 35
3.5 含多个平面四配位硅、锗的过渡金属卤烃化合物 37
3.5.1 一维拓展化合物XnNi2n+2Cl2n+2（X=Si, Ge; n=2～8） 37
3.5.2 二维拓展 41
参考文献 42
第4章 平面多配位碳超碱金属化合物 43
4.1 桥氢稳定的平面五配位碳化合物CBe5Hnn?4（n=2～5） 43
4.1.1 理论设计及表征 44
4.1.2 良好的热力学和新颖的动力学稳定性 48
4.1.3 准平面五配位碳拟碱金属阳离子CBe5H5+ 49
4.2 星状结构的平面五配位碳超碱金属阳离子 50
4.2.1 设计策略 51
4.2.2 星状结构的平面五配位碳化合物 52
4.2.3 成键特征 53
4.2.4 6σ+2π双重芳香性 55
4.2.5 热力学和动力学稳定性 56
4.2.6 超碱金属性 56
4.3 平面五配位碳化合物CBe5Aun n-4（n=2～5）、CBe5Cu5+和CBe5Ag5+ 59
4.3.1 完美的平面星状结构 60
4.3.2 成键特征 63
4.3.3 动力学稳定性 66
4.3.4 超碱金属性 67
4.4 含三个平面四配位碳、硅、锗的超碱金属阳离子 67
4.4.1 最小的星状结构 67
4.4.2 成键特征 69
4.4.3 良好的热力学和动力学稳定性 71
4.4.4 超碱金属性 71
参考文献 72
第5章 含平面多配位碳配体的过渡金属夹心化合物 74
5.1 B6C2-为配体的平面六配位碳过渡金属夹心化合物 74
5.1.1 完美的夹心结构 74
5.1.2 自然键轨道（NBO）及分子轨道（MO）分析 77
5.1.3 配体取代反应及反离子效应 78
5.2 含B6C2-的三层及四层过渡金属夹心化合物 79
5.2.1 三层夹心结构 79
5.2.2 自然键轨道（NBO）及分子轨道（MO）分析 82
5.2.3 红外光谱模拟 83
5.3 C6Li6为配体的平面四配位碳过渡金属夹心化合物 84
5.3.1 完全交错的夹心结构 85
5.3.2 自然键轨道（NBO）及分子轨道（MO）分析 86
5.3.3 芳香性及稳定性 87
5.3.4 红外光谱模拟 88
5.4 C5Li5-为配体的锌-锌金属链夹心化合物 89
5.4.1 含锌-锌金属链的夹心结构 89
5.4.2 自然键轨道（NBO）及分子轨道分析 90
5.4.3 芳香性及稳定性 92
参考文献 93
第6章 平面多配位碳过渡金属层夹心化合物 95
6.1 C8H82-及C9H9-稳定的平面四配位碳过渡金属层夹心化合物 95
6.1.1 平面四配位碳过渡金属层夹心结构 96
6.1.2 分子轨道（MO）分析 98
6.1.3 芳香性及热力学稳定性 98
6.1.4 红外光谱模拟 99
6.2 无机配体B4N4H8-稳定的平面四配位碳过渡金属层夹心化合物 101
6.2.1 B4N4H8-稳定的平面四配位碳过渡金属层夹心结构 101
6.2.2 自然键轨道（NBO）及分子轨道（MO）分析 103
6.2.3 热力学稳定性 105
6.2.4 红外光谱模拟 105
6.3 平面五配位碳、磷过渡金属层夹心化合物 106
6.3.1 完美的D5h [(CCu5)(C10H10)2]-及[(PCu5)(C10H10)2] 107
6.3.2 自然键轨道（NBO）和分子轨道（MO）分析 108
6.3.3 红外光谱模拟 109
参考文献 111
第7章 硼环稳定的平面多配位原子化合物 112
7.1 平面多配位硅统一结构模式 112
7.1.1 BnE2Si(CH)n（E=CH, BH, Si; n =2～5）的结构及成键 112
7.1.2 BnSi2Si（n=2～5）、BnSi2C-/0（n=2～3）的结构及成键 114
7.1.3 BnB2H2Si、BnCBH2Si及BnC2H2Si（n=2～4）的结构及成键 114
7.2 含两个平面多配位硅的S形及环形化合物 117
7.2.1 S形及环形结构 118
7.2.2 成键特征 120
7.3 平面八、九配位Al和Ga化合物 121
7.3.1 完美的轮状结构 121
7.3.2 自然键轨道（NBO）分析 122
7.3.3 分子轨道（MO）及芳香性分析 123
7.4 平面九、十配位重金属原子化合物 124
7.4.1 几何结构 124
7.4.2 分子轨道（MO）分析 125
7.4.3 自然键轨道（NBO）分析 126
参考文献 128
附录 129

前言/序言

随着理论方法和计算资源的快速发展，理论化学以其独特的优势受到研究者青睐，成为新型化合物及材料发现和设计的重要推手。长期以来，碳化学由四面体四配位碳、平面三配位碳、直线二配位碳主导，富勒烯、碳纳米管、石墨烯的发现使得碳化学“风景这边独好”，1970年诺贝尔奖得主Roald Hoffmann提出平面多配位碳概念，可谓“于声处听惊雷”，开启了碳化学的又一次革命。
本书主要介绍了平面多配位碳化合物的概念、发展、稳定策略及应用策略预测的平面多配位碳化合物结构和性质等，重点总结了本人近十余年来围绕平面多配位碳化合物理论研究方面独立（及参与）取得的系列成果，主要包括金属烃平面多配位碳、平面多配位碳过渡金属夹心化合物、平面多配位碳金属链夹心化合物、平面多配位碳金属层夹心化合物、平面多配位碳超碱金属化合物、平面多配位其它原子化合物等。这些理论预测的平面多配位碳化合物结构新颖、成键独特，对于推动化学键理论及平面多配位碳化合物研究有着重要意义。
这些研究成果凝结了很多人的辛劳，非常感谢我的硕士及博士生导师山西大学李思殿教授、翟华金教授、吴艳波教授及忻州师范学院任光明教授、苗常青副教授多年来的支持和帮助。全书的策划和内容编排得到我博士后合作导师董川教授的精心指导，在此表示感谢。感谢山西省1331工程重点学科建设计划、山西省高等学校科技创新项目（2017170）及中国博士后科学基金第61批面上项目（2017M611193）对本书研究工作的大力支持和经费资助。
本书出版得到了化学工业出版社的大力支持，借此机会表示诚挚的谢意。
平面多配位碳化合物研究领域相当宽泛，新的理论和实验成果层出不穷，本书仅介绍了其中部分内容，可谓“管中窥豹，略见一斑”。由于作者水平和时间所限，书中不妥及疏漏之处，敬请专家、学术同行和读者朋友不吝指正。

郭谨昌
2017年10月
于忻州师范学院
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