M_6~(0,±)(M=Os,Ir,Pt)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函(B3LYP)方法,在LANL2DZ基组水平上对M06,±(M=Os,Ir,Pt)团簇的各种可能构型进行了几何结构优化,得出各团簇的最稳定构型,并对其能量、振动频率、热力学性质、核独立化学位移(NICS)和极化率进行了理论研究.结果表明,M06,±(M=Os,Ir)团簇的基态都是三棱柱结构,Pt-6团簇的基态是平面三角形结构;M06,±(M=Os,Ir,Pt)团簇生成焓都为负值,热力学上是稳定的;NICS值都为负值,表明M06,±(M=Os,Ir,Pt)团簇都具有芳香性,其中Os-6团簇的芳香性最强;从光谱分析来看,Os6的IR和Raman谱的较强吸收峰的个数最多,Ir6的IR和Raman谱的最强吸收峰都只有一个,IR最强吸收峰在137.0和143.5 cm-1之间,Raman谱最强的吸收峰位于169.5 cm-1处;Pt6的IR和Raman谱的最强吸收峰分别位于50.2和194.7 cm-1处.     

M0,±6(M=Os,Ir,Pt)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函(B3LYP)方法,在LANL2DZ基组水平上对M06,±(M=Os,Ir,Pt)团簇的各种可能构型进行了几何结构优化,得出各团簇的最稳定构型,并对其能量、振动频率、热力学性质、核独立化学位移(NICS)和极化率进行了理论研究.结果表明,M06,±(M=Os,Ir)团簇的基态都是三棱柱结构,Pt-6团簇的基态是平面三角形结构;M06,±(M=Os,Ir,Pt)团簇生成焓都为负值,热力学上是稳定的;NICS值都为负值,表明M06,±(M=Os,Ir,Pt)团簇都具有芳香性,其中Os6-团簇的芳香性最强;从光谱分析来看,Os6的IR和Raman谱的较强吸收峰的个数最多,Ir6的IR和Raman谱的最强吸收峰都只有一个,IR最强吸收峰在137.O和143.5 cm-1之间,Raman谱最强的吸收峰位于169.5 cm-1处;Pt6的IR和Raman谱的最强吸收峰分别位于50.2和194.7 cm-1处.     

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.     

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.     

BmN (m=2～9)团簇结构的特征与稳定性

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法，在6-311G*水平上对BmN(m =2～9)团簇的几何构型、电子结构、振动频率、自然键轨道(NBO)等性质进行了理论研究. 通过对基态结构的异构化能、核独立化学位移(NICS)和能量二次差分的讨论，得到了BmN(m =2～9)团簇结构的稳定性信息.     

Sn_mO_n(m=1～3,n=1～2m)系列团簇的结构和电子性质

基于密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似(GGA)系统地研究了Snm On(m=1~3,n=1~2m)团簇的几何结构和电子性质.当m=n时,团簇的基态结构为Sn和O原子彼此相邻的环形结构,当nm时,团簇易于形成链状结构.研究发现:氧化锡团簇的物理和化学特性类似于氧化硅,主要表现为非金属性.对分裂途径、分裂能和能隙(HOMO-LUMO Gap)进行了研究,结果表明类氧化锡(Snm Om)、Sn2O3和Sn3O4团簇具有很好的稳定性,可以作为构建团簇聚合物材料的基本单元.而且,氧化锡团簇的稳定性主要与其组成成分和结构有关,与团簇大小无关.     

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.     

(Pt_nMn)~(±,0)(n=1～5)掺杂团簇结构与磁性的密度泛函研究

采用密度泛函理论(Demity Function Theory)中的B3LYP方法,在Lanl2dz赝势基组水平上对(PtnMn)±,0(n=1～5)团簇的几何构型进行了全优化,并对基态的能级以及磁性进行了研究.结果表明:PtMn掺杂团簇的自旋多重度比较高,这种性质跟纯Mn团簇相似.并且发现一般情况下Mn原子参与成键数越多,结构越稳定,在成键数相同的情况下,成键的平均键长越短越稳定;其次(PtnMn)±,0团簇的所有稳定结构都表现为铁磁性耦合;掺杂一个Mn原子后的团簇磁性大大增强,磁矩主要来源于未满的d壳层电子,且Mn原子上的局域磁矩远大于Pt原子.随着Pt原子个数的增加,Mn原子的局域磁矩变化不大,但团簇的总磁矩渐渐增大.     

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.     

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。     

Con(n=2～10)团簇的结构和磁性

采用密度泛函理论中的局域自旋密度近似(LSDA)和广义梯度近似(GGA)对Con(n=2～10)团簇的几何构型进行优化，并对能量、频率和磁性进行了计算,两种方法确定的基态构型完全一致,并从平均键长、平均配位数和对称性对磁性的影响进行了理论探讨.研究表明, Con(n=2～10)基态团簇的磁性在n=2～4时主要受平均键长的影响,在n=5～9时主要受平均配位数的影响,在n=10时受原子间距和平均配位数的相互影响,最终导致与Co8基态团簇具有相同的磁性.基态团簇在Co5和Co9出现了磁性局域最小点.     

(CoCr)n (n=1-5)合金团簇的结构和磁性

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对(CoCr)n (n=1-5)团簇的几何结构、电子结构和磁性进行了系统的研究, 确定了团簇的基态和亚稳态. 结果表明, CoCr二元合金团簇的基态几何构型呈对称有序排列, 其磁性均呈反铁磁性耦合; 团簇键长和配位数的大小对原子局域磁性有很明显的影响; 受Cr原子的影响, 在(CoCr)4团簇中, 非相邻的Co原子之间呈现反铁磁性耦合.     

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.     

（CoCr）n（n=1-5）合金团簇的结构和磁性

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对(CoCr)n(n=1-5)团簇的几何结构、电子结构和磁性进行了系统的研究,确定了团簇的基态和亚稳态.结果表明,CoCr二元合金团簇的基态几何构型呈对称有序排列,其磁性均呈反铁磁性耦合;团簇键长和配位数的大小对原子局域磁性有很明显的影响;受Cr原子的影响,在(CoCr)4团簇中,非相邻的Co原子之间呈现反铁磁性耦合.     

AlmN和AlmN+(m=2～9)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_mN和Al_mN⁺(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Al_m团簇作为设计Al_mN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Al_mN类团簇基态结构的一种方法.通过对基态结构的离解能和能量二次差分讨论,得到m为奇数的Al_mN团簇比m为偶数的稳定.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.     

M6^0，&#177;（M=Os，Ir，Pt）团簇结构与性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）中的杂化密度泛函（B3LYP）方法,在LANL2DZ基组水平上对M6^0,&#177;（M=Os,Ir,Pt）团簇的各种可能构型进行了几何结构优化,得出各团簇的最稳定构型,并对其能量、振动频率、热力学性质、核独立化学位移（NICS）和极化率进行了理论研究．结果表明,M6^0,&#177;（M=Os,Ir）团簇的基态都是三棱柱结构,％团簇的基态是平面三角形结构;M6^0,&#177;（M=Os,Ir,Pt）团簇生成焓都为负值,热力学上是稳定的;NICS值都为负值,表明M6^0,&#177;（M=Os,Ir,Pt）团簇都具有芳香性,其中Os6^-团簇的芳香性最强;从光谱分析来看,Os6的IR和Raman谱的较强吸收峰的个数最多,Ir6的IR和Raman谱的最强吸收峰都只有一个,IR最强吸收峰在137．0和143．5cm^-1之间,Raman谱最强的吸收峰位于169．5cm^-1处;Pt6的IR和Raman谱的最强吸收峰分别位于50．2和194．7cm^-1处．     

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.     

正、负和中性TiP10团簇结构与电子性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法研究了正、负和中性TiP10团簇的几何构型和电子结构. 计算结果表明, 中性TiP10团簇的基态构型为金属夹心结构, 正、负离子团簇同样具有该基态稳定结构. 通过对基态稳定结构的分子轨道分析表明, δ键对形成夹心结构起到重要作用. 理论计算得到的中性TiP10团簇的垂直和绝热电离能分别为7.84和7.68 eV, 垂直和绝热电子亲和势分别为3.18和3.35 eV.     

C_nAl~+小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,研究了CnAl+(n=2-12)团簇的几何结构与电子性质.在6-311++G**水平上对CnAl+(n=2-12)团簇进行了几何构型优化和振动频率计算.结果表明,CnAl+团簇的基态结构为Al原子与Cn链端基配位形成的直线或折线形结构,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).通过对基态结构的能量分析,得到了CnAl+团簇的稳定性信息.