| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第15-40页 |
| 1.1 富勒烯 | 第16-30页 |
| 1.1.1 富勒烯的发现 | 第16-17页 |
| 1.1.2 富勒烯的结构与规则 | 第17-20页 |
| 1.1.3 富勒烯衍生物 | 第20-25页 |
| 1.1.4 内嵌富勒烯的制备方法 | 第25页 |
| 1.1.5 内嵌富勒烯的性质 | 第25-27页 |
| 1.1.6 内嵌富勒烯的化学反应 | 第27-28页 |
| 1.1.7 内嵌富勒烯的应用 | 第28-30页 |
| 1.2 碳纳米管 | 第30-37页 |
| 1.2.1 碳纳米管的发现 | 第30页 |
| 1.2.2 碳纳米管的结构与缺陷 | 第30-32页 |
| 1.2.3 碳纳米管的制备方法 | 第32-33页 |
| 1.2.4 碳纳米管的性质 | 第33-34页 |
| 1.2.5 碳纳米管的化学反应 | 第34-37页 |
| 1.2.6 碳纳米管的应用 | 第37页 |
| 1.3 本文的研究内容与研究方法 | 第37-40页 |
| 2 理论基础 | 第40-58页 |
| 2.1 量子力学基础 | 第41-44页 |
| 2.1.1 薛定谔方程 | 第41-42页 |
| 2.1.2 非相对论近似 | 第42页 |
| 2.1.3 Born-Oppenheimer近似 | 第42页 |
| 2.1.4 单电子近似 | 第42-44页 |
| 2.2 密度泛函理论 | 第44-49页 |
| 2.2.1 Thomas-Fermi模型 | 第44-45页 |
| 2.2.2 Hobenberg-Kohn定理 | 第45-46页 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方法 | 第46-47页 |
| 2.2.4 局域密度近似（local density approximation, LDA） | 第47-48页 |
| 2.2.5 广义梯度近似（Generalized Gradient Approximation, GGA） | 第48页 |
| 2.2.6 杂化密度泛函 | 第48-49页 |
| 2.3 半经验分子轨道方法 | 第49-50页 |
| 2.4 ONIOM方法 | 第50-51页 |
| 2.5 含时密度泛函理论 | 第51-52页 |
| 2.6 过渡态理论 | 第52-53页 |
| 2.6.1 过渡态理论的要点 | 第52页 |
| 2.6.2 反应速率公式 | 第52-53页 |
| 2.7 内禀反应坐标方法 | 第53-54页 |
| 2.8 溶剂效应 | 第54-55页 |
| 2.9 富勒烯异构体的热力学稳定性 | 第55-56页 |
| 2.10 本论文中研究工作所用软件包介绍 | 第56-58页 |
| 2.10.1 Gaussian简介 | 第56-57页 |
| 2.10.2 ADF简介 | 第57页 |
| 2.10.3 Dmol~3简介 | 第57页 |
| 2.10.4 MOPAC简介 | 第57-58页 |
| 3 单金属内嵌富勒烯的几何结构与电子性质 | 第58-86页 |
| 3.1 单镱金属内嵌富勒烯Yb@C_(72) | 第58-63页 |
| 3.1.1 引言 | 第58-59页 |
| 3.1.2 计算方法 | 第59页 |
| 3.1.3 结果与讨论 | 第59-63页 |
| 3.1.4 本节小结 | 第63页 |
| 3.2 单镱金属内嵌富勒烯Yb@C_(76) | 第63-69页 |
| 3.2.1 引言 | 第63-64页 |
| 3.2.2 计算方法 | 第64页 |
| 3.2.3 结果与讨论 | 第64-69页 |
| 3.2.4 本节小结 | 第69页 |
| 3.3 单镱金属内嵌富勒烯Yb@C_(78) | 第69-75页 |
| 3.3.1 引言 | 第69-70页 |
| 3.3.2 计算方法 | 第70页 |
| 3.3.3 结果与讨论 | 第70-75页 |
| 3.3.4 本节小结 | 第75页 |
| 3.4 碱土金属内嵌富勒烯M@C_(76) (M = Ca, Sr和Ba) | 第75-84页 |
| 3.4.1 引言 | 第75-76页 |
| 3.4.2 计算方法 | 第76页 |
| 3.4.3 结果与讨论 | 第76-84页 |
| 3.4.4 本节小结 | 第84页 |
| 3.5 本章小结 | 第84-86页 |
| 4 双金属内嵌富勒烯几何结构、电子性质与化学键合作用 | 第86-96页 |
| 4.1 双镥内嵌富勒烯Lu_2@C_(76) | 第86-91页 |
| 4.1.1 引言 | 第86-87页 |
| 4.1.2 计算方法 | 第87页 |
| 4.1.3 结果与讨论 | 第87-91页 |
| 4.1.4 小结 | 第91页 |
| 4.2 双镝内嵌大富勒烯Dy_2@C_(100) | 第91-95页 |
| 4.2.1 引言 | 第91-92页 |
| 4.2.2 计算方法 | 第92页 |
| 4.2.3 结果与讨论 | 第92-95页 |
| 4.2.4 本节小结 | 第95页 |
| 4.3 本章小结 | 第95-96页 |
| 5 团簇内嵌富勒烯的几何结构与电子性质 | 第96-117页 |
| 5.1 双金属硫化物富勒烯Sc_2S@C_(70) | 第96-105页 |
| 5.1.1 引言 | 第96-97页 |
| 5.1.2 计算方法 | 第97-98页 |
| 5.1.3 结果与讨论 | 第98-104页 |
| 5.1.4 本节小结 | 第104-105页 |
| 5.2 三金属氮化物富勒烯Gd_3N@C_(78) | 第105-111页 |
| 5.2.1 引言 | 第105页 |
| 5.2.2 计算方法 | 第105页 |
| 5.2.3 结果与讨论 | 第105-110页 |
| 5.2.4 本节小结 | 第110-111页 |
| 5.3 金属碳化物富勒烯Y_2C_2@C_(84) | 第111-115页 |
| 5.3.1 引言 | 第111页 |
| 5.3.2 计算方法 | 第111页 |
| 5.3.3 结果与讨论 | 第111-115页 |
| 5.3.4 本节小结 | 第115页 |
| 5.4 本章小结 | 第115-117页 |
| 6 富勒烯C_(68)和团簇内嵌富勒烯Sc_3N@C_(68)上的Diels-Alder环加成反应 | 第117-128页 |
| 6.1 引言 | 第117-118页 |
| 6.2 计算方法 | 第118页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第118-126页 |
| 6.3.1 1,3-丁二烯与C_(68)和Sc_3N@C_(68)的Diels-Alder环加成反应 | 第118-122页 |
| 6.3.2 键长、锥角和未占据轨道对C_(68)和Sc_3N@C_(68)中碳-碳键化学活性的影响 | 第122-125页 |
| 6.3.3 其他双烯体与Sc_3N@C_(68)的Diels-Alder环加成反应 | 第125-126页 |
| 6.4 本章小结 | 第126-128页 |
| 7 单壁碳纳米管与苯炔的环加成反应 | 第128-134页 |
| 7.1 引言 | 第128-129页 |
| 7.2 计算方法 | 第129页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第129-133页 |
| 7.4 本章小结 | 第133-134页 |
| 8 Stone-Wales缺陷单壁碳纳米管的 1,3-偶极环加成反应 | 第134-145页 |
| 8.1 引言 | 第134-135页 |
| 8.2 计算方法 | 第135页 |
| 8.3 结果与讨论 | 第135-144页 |
| 8.3.1 甲亚胺叶立德与Stone-Wales缺陷(5,5)碳纳米管的 1,3-偶极环加成反应 | 第135-138页 |
| 8.3.2 (5,5)缺陷碳纳米管与其他 1,3-偶极子的环加成反应 | 第138-141页 |
| 8.3.3 甲亚胺叶立德与Stone-Wales缺陷(n,n) (n = 6-10) 碳纳米管的环加成反应 | 第141-144页 |
| 8.4 本章小结 | 第144-145页 |
| 9 结论与展望 | 第145-148页 |
| 参考文献 | 第148-164页 |
| 附录 | 第164-173页 |
| 致谢 | 第173-174页 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 | 第174-177页 |
