近些年,金属键化学发展速度很快,迄今已有千余种这类化合物的结构报道,本文主要研究其中的双核钌金属键化合物。就目前而言,以有机膦酸钌Ru2(hedp)23-、醋酸钌Ru2(OAc)4+、碳酸钌Ru2(CO3)43-、磷酸钌Ru2(PO4)47-等作为构筑模板与其他离子组装形成的化合物报道已经很多,除Ru2(OAc)4+外,这些报道大多数仅限于介绍化合物的晶体结构、光谱图、磁学性质等,对于化合物的电子结构、金属成键、光谱谱峰对应的电子跃迁等从实验仪器不能直接测得的性质并没有做深入的探究。随着计算化学的发展,将理论计算和实验相结合成为现代化学发展的一大趋势,也是解决这一问题的必要手段。基于我们课题组合成并获得的双核钌金属键化合物的晶体结构,本论文采用Gaussian09软件,运用密度泛函理论(DFT)对化合物进行理论计算,获得了化合物的电子结构、金属-金属键、紫外光谱、电子跃迁、前线分子轨道等,对深入了解这些化合物的性质提供帮助。主要研究成果包括四个方面:一.同价态Ru2Ⅲ/Ⅲ(PO4)4L2n-(L=H2O,Cl,Br)化合物的合成、晶体结构及密度泛函理论计算室温条件下混合价态的K7Ru2Ⅱ/Ⅲ(PO4)4(H2O)2水溶液中加入两滴H2O2变为同价态的K7Ru2Ⅲ/Ⅲ (PO4) 4(H2O)2。(1)向此溶液中加入CH5N3·HNO3反应得到一个二维层状化合物H2(CN3H6)4[Ru2(PO4)4(H2O)2]。为了将轴向位置的H2O被卤素离子所取代,(2)向此溶液中加入CH5N3·HNO3和LiCl反应得到一个二维层状化合物H4(CN3H6)4[Ru2(PO4)4Cl2]。(3)向此溶液中加入 CH5N3·HNO3和LiBr 反应得到一个二维层状化合物H4(CN3H6)4[Ru2(PO4)4Br2]。对三个化合物进行磁性测定并进行密度泛函理论计算(DFT)。二.不同价态(Ru2Ⅱ/Ⅲ和Ru2Ⅲ/Ⅲ)的轮状化合物Ru2(HPO4)4(H2O)2n-(n=3和2)的密度泛函理论计算研究对不同价态(Ru2Ⅱ/Ⅲ和Ru2Ⅲ/Ⅲ)化合物Ru2(HPO4)4(H2O)2n-(n=3和2)的电子结构、金属-金属键、紫外光谱、电子跃迁、前线分子轨道等进行理论计算结果显示,中心金属键单元Ru25+具有的电子结构为σ2π4π*2δ*1,S=3/2,即2个π*和1个δ*三个轨道自旋简并,金属键键级为2.5。而中心金属键单元Ru26+具有的电子结构σ2π4δ1π*2δ*1,S=2;即1个δ,2个π*和1个δ*四个轨道自旋简并,金属键键级为2。三.混合价态Ru2Ⅱ/Ⅲ(CO3)4(H2O)23-的磁学性质及密度泛函理论计算研究混合价态化合物Ru2Ⅱ/Ⅲ(CO3)43-进行密度泛函理论计算结果显示:中心金属键单元Ru25+具有的电子结构σ2π4π*2δ*1,S=3/2;即2个π*和1个δ*三个轨道自旋简并。并且两个中心金属间成金属-金属二重键。同时对化合物的紫外光谱图和自旋密度进行了模拟计算。四.轮状化合物Ru2(hedp)2X2n-(X=H2O,Cl,Br)的密度泛函理论计算研究合成Ru2(hedp)2X2n-(X=H2O,Cl,Br)系列化合物,由于轴向位置的配体不同导致三个化合物电子结构、金属键键级及紫外光谱均不同。通过密度泛函理论计算发现:轴向位置从H20到Br,紫外光谱发生了红移,这个结果和实验测得的结果一致。