题目：包含平面超配位碳原子化合物的结构和性质

本论文在理论上研究了三种包含平面超配位碳原子化合物结构和性质。
 1. 包含平面五配位碳(ppC)化合物的结构和稳定性规则。首先，我们构建了四种包含一个ppC的一般结构模式，构型分别为：类C状，伞状，蜻蜓状和五边形状。之后我们设计了一系列包含ppC和不同数量的共轭电子的化合物。在B3LYP/6-311++G**水平下，优化这些化合物的结构并计算其振动频率。计算结果表明，在最稳定的结构中ppC原子采用sp2杂化。类C状构型中含有2个或者4个π电子。伞状构型中含有2个或者4个π电子，且其稳定性与在四配位基础上增加基团的空间位阻有关。蜻蜓状构型中含有4个π电子。五边形构型中稳定构型含有2个或者4个π电子，此构型稳定性还与与ppC配位原子类型有关。进一步研究了以类C状为基本结构上设计了更大的共轭环，来研究外环的共轭性对分子的稳定性的影响，结果表明外环为五到九元环有利于包含ppC分子稳定。 
2. 包含平面五配位和平面四配位碳化合物的带状化合物CB5C2H2(C3B2)nC2H2CB5 (n=1-5)的结构和稳定性。将C3B2H4的聚合物两端采用CB5H2结构封闭，得到CB5C2H2(C3B2)nC2H2CB5 (n=1-5)五种化合物。在B3LYP/6-311+G**水平上，计算优化了结构，稳定性，电子光谱，以及结构的性质。结果显示CB5C2H2(C3B2)nC2H2CB5 (n=1-5)化合物的能量最低构型的所有三元环、六元环和八元环中心位置的NICS(0)和NICS(1)值表明NICS值为负值主要在在三元环中心，因此，三元环的芳香性对平面结构的稳定是非常重要的。这五种化合物的能隙在0.5到1.2 eV之间，这几个化合物第一电子跃迁所产生的吸收光谱呈现非单调变化，第一激发能位于1780到2910 nm之间。
3. 我们设计了包含一个平面六配位碳(phC)团簇C1+nB6-n(n=0~6)，其中一个碳原子在中心，其它六个原子在其周围。在B3LYP/6-311+G**水平上，我们优化了C1+nB6-n(n=0~6)可能结构和稳定性。研究发现，C1+nB6-n(n=0~2)的能量最低结构中包含phC，而当n>2时，C1+nB6-n(n=3~6)不存在包含phC的稳定结构。稳定结构中包含6个π电子，且分子的稳定性还与与phC配位原子类型有关。

关键词： 密度泛函理论(DFT)，平面四配位碳(ptC)，平面五配位碳(ppC)，平面六配位碳(phC)