AlmN(m=2～9)团簇结构与稳定性的DFT研究

用密度泛涵理论(DFT)的B3LYP方法在6-31G*水平上对AlmN(m =2～9)团簇的几何构型、电子结构、振动频率等性质进行了理论研究.给出了以Alm团簇作为设计AlmN类结构的母体，考虑在不同位置上结合N原子的结构，可以较快找到AlmN类团簇基态结构的一种方法.通过对基态结构的几何参数分析发现， m＜4的结构只存在Al－N键； m≥4的结构, Al－N键和Al－Al键共存.对基态结构的绝热电离能讨论结果表明，只存在Al－N键的Al2N和Al3N团簇较稳定.     

AlmN(m=2～9)团簇结构与稳定性的DFT研究

用密度泛涵理论 (DFT)的 B3LYP方法在 6-31G水平上对 AlmN(m=2～ 9)团簇的几何构型、电子结构、振动频率等性质进行了理论研究.给出了以 Alm团簇作为设计 AlmN类结构的母体,考虑在不同位置上结合 N原子的结构,可以较快找到 AlmN类团簇基态结构的一种方法.通过对基态结构的几何参数分析发现, m< 4的结构只存在 Al- N键; m≥ 4的结构 , Al- N键和 Al- Al键共存.对基态结构的绝热电离能讨论结果表明,只存在 Al- N键的 Al2N和 Al3N团簇较稳定.     

AlmN2 (m=1～8)团簇结构与稳定性的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法，在6-31G*水平上对AlmN2(m=1～8) 团簇的几何构型、电子结构、振动频率和热力学性质进行了理论研究. 结果表明， AlmN2团簇的基态结构有两种基本构型， m≤2的结构是以N－N键为核心周围与Al原子相配位形成的; m >2的结构是由两个AlnN（n< m）分子碎片通过共用Al原子或Al－Al键相互结合形成的，这为较快找到AlmN2团簇基态结构提供了一条有效途径. 通过对基态结构能量二次差分的讨论，得到了m为偶数的AlmN2团簇比m为奇数的稳定.     

AlmN2－ (m=1～8)团簇的结构与稳定性

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-311G*水平上对AlmN2－ (m =1～8)团簇的几何构型、电子结构、振动频率、电荷分布与成键方式进行了理论研究. 结果表明, AlmN2－ 团簇的基态结构有两种基本构型, 一种是以N—N键为核心, 周围与Al原子配位形成的； 另一种是由两个AlnN(n＜m)分子碎片通过共用Al原子或Al—Al键相互结合形成的. 对AlnN分子碎片相互结合形成的基态结构亲和能讨论得到, m为奇数的AlmN2－团簇比m为偶数的稳定.     

铂钌团簇及电荷对甲醇活性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对钌掺杂的铂团簇阳离子([Pt_nRu_m]⁺, m + n = 3, n ≥ 1)活化甲醇C―H和O―H键反应进行了理论研究;探讨了电荷对[Pt_nRu_m]团簇反应活性的影响。电荷分析表明:(1) [Pt₃]⁺团簇中正电荷在三个Pt原子上均匀分布;掺杂Ru原子后,正电荷主要分布在Ru原子上; (2)首先活化C―H键时[Pt_nRu_m]⁺的反应活性比[Pt_nRu_m]明显提高;首先活化O―H键时只有[Pt₃]⁺比[Pt₃]团簇的反应活性有明显提高。本研究可为金属团簇调控的C―H键和O―H键的活化提供更深入的理解。     

AlmN2和AlmN+2(m=1～8)团簇结构与稳定性的量子化学研究

用密度泛函理论(DFT）的B3LYP方法，在6-311G水平上AlmN2和AlmN^ 2(m=1～8)团簇的几何构型、电子结构、振动频率和分子轨道进行了理论研究．结果表明，AlmN2类团簇的基态结构有两种基本构型，一种是以N-N键为核心周围与Al原子相配位形成的，一种是由两个AlnN(n≤m，2)分子碎片通过共用Al原子或Al—Al键相互结合形成的．对AlnN分子碎片相互结合形成结构的绝热电离能讨论得到，m为偶数的团簇比m为奇数的稳定。     

第一原理对AlPm和AlPm-(m = 2～9)团簇结构与稳定性的研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G*水平上对AlPm和AlPm(m = 2～9)团簇的几何构型,电子结构和振动频率等性质进行了理论研究,给出了一种以Pm团簇作为设计AlPm类结构的母体,考虑在不同位置上结合Al原子的结构,可以较快找到AlPm类团簇基态结构的方法. 通过对基态结构的第一离解能和能量二次差分讨论,得到m为奇数的AlPm团簇比m为偶数的稳定,对基态结构的HOMO-LUMO能隙和绝热电子亲合势的讨论表明,AlP3,AlP5和AlP7团簇结构较稳定.     

第一原理对AIPm和AIPm^-（m=2～9）团簇结构与稳定性的研究

用密度泛函理论(DFF)的B3LYP方法，在6-311G^ 水平上对AIPm和AIPm^-(m=2～9)团簇的几何构型，电子结构和振动频率等性质进行了理论研究，给出了一种以P朋团簇作为设计AIPm类结构的母体，考虑在不同位置上结合Al原子的结构，可以较快找到AIPm类团簇基态结构的方法．通过对基态结构的第一离解能和能量二次差分讨论，得到m为奇数的AIPm团簇比m为偶数的稳定，对基态结构的HOMO-LUMO能隙和绝热电子亲合势的讨论表明，AIP3^-，AIP5和AIP7团簇结构较稳定。     

AlnO±2团簇结构的几何特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G**水平上对AInO±2 (n=1-10)团簇的几何和电子结构进行了理论计算.讨论了混合团簇的基态结构与振动频率,以及电荷转移与分子轨道.结果表明,AlnO±2(n＞1)团簇的基态结构都是2个较小的AlmO(m＜n)分子碎片通过Al原子或1个Al4O2局部结构与Al簇相结合形成的.通过对基态结构的能量分析,得到了AlnO±2团簇的稳定性信息.     

AlnO2±团簇结构的几何特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G**水平上对AlnO2±(n=1-10)团簇的几何和电子结构进行了理论计算.讨论了混合团簇的基态结构与振动频率,以及电荷转移与分子轨道.结果表明,AlnO2±(n>1)团簇的基态结构都是2个较小的AlmO(m相似文献   

AlmN2和AlmN2＋ (m＝1～8)团簇结构与稳定性的量子化学研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-311G*水平上对Al_mN₂和Al_mN₂^＋ (m＝1～8)团簇的几何构型、电子结构、振动频率和分子轨道进行了理论研究. 结果表明, Al_mN₂类团簇的基态结构有两种基本构型, 一种是以N—N键为核心周围与Al原子相配位形成的, 一种是由两个Al_nN (n≤m/2)分子碎片通过共用Al原子或Al—Al键相互结合形成的. 对Al_nN分子碎片相互结合形成结构的绝热电离能讨论得到, m为偶数的团簇比m为奇数的稳定.     

[BxAl13-x]-(x=0～13)二元团簇的密度泛函理论研究

采用遗传算法（Genetic algorithm,GA）对B-Al二元团簇[B_xAl_13-x]^-（x=0～13）进行了全局结构搜索,并在密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）下对其进行了优化计算. 结果表明在二元团簇中,随着硼原子的数量逐渐增加,团簇的结构由二十面体（3D）逐渐转化为准平面（2D）且团簇结构由B与Al原子的比例所决定的. 当x=0～7时,Al原子占多数,团簇保持3D结构;反之团簇呈现2D构型;在x=7～8时,团簇的结构发生由3D向2D的转变. 能量决定着团簇的稳定性（例如相对能量）. 能量越小,其结构越稳定. 在计算相对能量E_rel,当x=1时,其相对能量最低,团簇结构最稳定. 为了进一步了解团簇的稳定性,计算了[B_xAl_13-x]^- 团簇的HOMO-LUMO能级差（E_H-L）和垂直电离能（Vertical Detachment Energies,VDE）,并且发现它们的值在整体上是随着B原子数量的增加而减小,表明其团簇的稳定性逐渐减弱. 在所有的团簇中,BAl₁₂^-的能级差最大,结构最稳定. 因此文章中对其进行了分子轨道分析,发现当一个B原子替代了Al₁₃^-团簇中的中心Al原子时,所得到的BAl₁₂^-的电子壳层结构的1s²和1p⁶几乎和Al₁₃^-团簇保持一致. 此外,对于x=13时的准平面全硼团簇B₁₃^-,文章中用适应性自然密度划分（Adaptive Natural Density Partitioning,AdNDP）对其化学成键进行了分析,结果显示B₁₃^-有8个π电子,具有π反芳香性.     

CnAl2（n=1-10）团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G*水平上对CnAl2(n=1-10)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算.结果表明,富铝的CAl2团簇基态结构为折线型面状结构,多碳和双聚体的CnAl2团簇基态结构均为Al原子端基配位的线状结构.通过对基态结构的能量分析,得到了n为偶数的CnAl2团簇比n为奇数稳定的结论.     

碱土金属Ben (n=1~3)对B12团簇结构的调控研究

基于第一性原理, 系统地研究了Be_n (n=1~3)对B₁₂团簇结构的调控. 结果表明: 团簇BeB₁₂全局极小结构为C_s对称性准平面结构, 而Be₂B₁₂和Be₃B₁₂最稳定的结构均为笼状结构, 对称性分别为C_s和C_2v. 随着Be_n (n=1~3)原子数的增加, 团簇B₁₂由准平面结构过渡到笼状结构, 且Be倾向内嵌在B₁₂笼状结构表面的B₇或B₈单元环中, 通过离子和共价作用形成稳定Be&B₇和Be&B₈单元, 从而稳定笼状结构. 自然键轨道(NBO)分析表明, 团簇C_s BeB₁₂, C_s Be₂B₁₂, C_2v Be₃B₁₂内部存在电子转移情况, Be原子2s轨道上失去电子, Be—B键主要以离子作用为主, 同时也存在共价作用. 成键分析显示C_s Be₂B₁₂和C_2v Be₃B₁₂的π键遵循球状芳香性2(n+1)² (n=1)电子计数规则, 表明该团簇具有球状芳香性. 预测了三个结构的红外和拉曼光谱, 为以后的合成实验和数据表征提供了理论基础.     

CnAl (n=2-11)团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-311++G**水平上对CnAl(n=2-11)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算. 结果表明, n=2的CnAl团簇基态结构为Al原子与两个C原子相连形成的环状结构, n=3-11均为Al原子端基配位的线状结构. 通过对基态结构的能量分析, 得到了n为偶数的CnAl团簇比n为奇数团族稳定的结论.     

AlmN+(m = 3～9)团簇的结构与稳定性

用密度泛涵理论(DFT)的B3LYP方法在6-31G水平上对AlmN+(m=3~9)团簇的几何构型、电子结构、振动频率等性质进行了理论研究,通过对基态结构的几何参数分析发现,m≥4的结构中AlN键和AlAl键共存。对团簇能量讨论的结果表明,m为偶数的AlmN+团簇比m为奇数的稳定。     

C_nAl_m~+(n=1～12,m=1,2)团簇几何结构特征与稳定性的量子化学研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311++G**水平上对CnAlm+(n=1～12,m=1,2)团簇的几何和电子结构进行了理论计算,讨论了混合团簇的结构与成键特征,以及振动频率与电荷转移.结果表明,CnAl+团簇的基态结构分别为Al原子与Cn链端基配位形成的直线或折线状结构,以及Al原子与Cn环上1个C原子端位相连或打开Cn环与2个C原子相连形成的环状结构;分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值0.138nm.CnAl+2团簇基态结构可以看作是两个较小的Cn/2Al+分子碎片通过端位C原子相互结合形成CcoreAlshell的直线或顺式与反式折线状结构;分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值0.141nm.通过对基态结构的能量分析,得到了CnAl+和CnAl+2团簇的稳定性信息.     

CnAl2 (n=1-10)团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-311G*水平上对CnAl2 (n=1-10)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算. 结果表明, 富铝的CAl2团簇基态结构为折线型面状结构, 多碳和双聚体的CnAl2团簇基态结构均为Al原子端基配位的线状结构. 通过对基态结构的能量分析, 得到了n为偶数的CnAl2团簇比n为奇数稳定的结论.     

(HCaN3)n (n＝1～5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上对叠氮化合物(HCaN₃)_n (n＝1～5)团簇各种可能构型进行了几何优化, 预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究. 结果表明, HCaN₃团簇最稳定结构为折线型, (HCaN₃)_n (n＝2～4)团簇最稳定结构为叠氮基端位N原子与Ca原子相互链接形成平面环状结构, (HCaN₃)₅团簇最稳定结构为立体钟形结构. 团簇最稳定结构中金属Ca原子均显示正电性, H原子均显示负电性, 叠氮基中间的N原子显示正电性, 叠氮基两端的N原子显示负电性, 且和Ca原子直接作用的N原子的负电性更强. Ca-N键和Ca-H键为典型的离子键, 叠氮基内N原子之间是共价键. 最稳定结构的IR光谱主要分为3个部分, 其最强振动峰均位于2193～2302 cm^－1段, 振动模式为叠氮基中N-N键的反对称伸缩振动. 叠氮基在团簇和晶体中结构不变, 始终以直线型存在, 说明金属叠氮化合物团簇可以很好地模拟其晶体的局域成键和局域电荷转移等特性. 稳定性分析显示, (HCaN₃)₃团簇相对于其他团簇更稳定.     

激光烧蚀Al+与乙醇团簇的反应研究

利用激光烧蚀-分子束法对Al等离子体与乙醇团簇的反应进行了研究.飞行时间质谱测得的主要反应产物有Al⁺(C₂H₅OH)_n (n=3～10)与H⁺(C₂H₅OH)_n (n=1～14)团簇正离子和(C₂H₅OH)_n(H₂O)OH^- (n=0～8)团簇负离子.实验发现,烧蚀产生的Al等离子体与脉冲分子束的不同位置反应,对团簇离子的类别、大小及强度分布均产生很大影响.Al等离子体与脉冲分子束的前段反应,主要产生金属-复合物团簇离子Al⁺(C₂H₅OH)_n,且信号较强;Al等离子体与脉冲分子束的中段及后段反应,主要产生质子化团簇离子H⁺(C₂H₅OH)_n和团簇负离子(C₂H₅OH)_n(H₂O)OH^-,同时还出现强度较小的其他水合团簇离子,如H⁺(H₂O)m(C₂H₅OH)_n (m=1～2)等.