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.     

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.     

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.     

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.     

钴硫团簇ConSn+-1(n=2,3)的结构和稳定性

用ab initio分子轨道方法(RHF,UHF)和密度泛函(DFT)方法研究了团簇Co2S+,Co3S2+的各种可能的几何构型和电子结构,并计算了相应的较稳定构型的振动光谱,发现Co2S+和Co3S2+团簇最稳定结构均具有C,对称性.对团簇的成键作用机理进行了理论分析.     

InnNa和InnNa+(n=2-8)的团簇结构和电子性质

在密度泛函理论B3LYP水平上, 对InnNa和InnNa+(n=2-8)团簇进行了结构优化和振动频率计算. 计算结果表明, InnNa(n=2、3、4、6)最稳定结构中的对称性分别为C2v、C3v、C4v和C2v, 而InnNa(n=5、7、8)的最稳定结构的对称性为C1点群. 从InnNa(n=4-8)的最稳定结构可以看出, Na原子均位于四个In原子形成的四边形面上. 对于InnNa+(n=2-8), 除了In2Na+、In4Na+和In7Na+, 其它结构都与其中性结构相似. 进一步计算InnNa(n=2-8)团簇的平均结合能、能量的二阶差分以及绝热电离能表明, InnNa(n=2-8)团簇能量的二阶差分呈现奇偶交替特征, In4Na和In6Na较其它团簇更为稳定, 而且理论计算得到的绝热电离能和实验结果吻合得很好.     

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.     

InnNa和InnNa^＋（n=2—8）的团簇结构和电子性质

在密度泛函理论B3LYP水平上,对Innna和InnNa+(n=2-8)团簇进行了结构优化和振动频率计算.计算结果表明,InnNa(n=2、3、4、6)最稳定结构中的对称性分别为C2v、C3v、C4v和C2v而InnNa(n=5、7、8)的最稳定结构的对称性为C1点群.从InnNa(n=4-8)的最稳定结构可以看出,Na原子均位于四个In原子形成的四边形而上.对于InnNa+(n=2-8),除了In2Na+和In7Na+,其它结构都与其中性结构相似.进一步计算InnNa(n=2-8)团簇的平均结合能、能量的二阶差分以及绝热电离能表明,InnNa(n=2-8)团簇能量的二阶差分呈现奇偶交替特征,In4Na和In6Na较其它团簇更为稳定,而且理论计算得到的绝热电离能和实验结果吻合得很好.     

硅硫团簇[(SiS2)nS]+(n=1～4)的结构及振动光谱的量子化学研究

用密度泛函(DFT)方法(B3LYP/6-31G*)研究了硅硫团簇[(SiS~2)~nS]^+(n=1～4)的可能几何构型,得到各稳定构型的电子结构,并计算了相应的振动频率,预测了稳定构型的振动光谱。由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律,并可初步预测团簇的形成机理。     

硅硫团簇[(SiS~2)~nS]^+(n=1～4)的结构及振动光谱的 量子化学研究

用密度泛函(DFT)方法(B3LYP/6-31G*)研究了硅硫团簇[(SiS~2)~nS]^+(n=1～4)的可能几何构型,得到各稳定构型的电子结构,并计算了相应的振动频率,预测了稳定构型的振动光谱。由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律,并可初步预测团簇的形成机理。     

(Mg3N2)n(n=1～4)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(Mg3N2)n(n=1～4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析.结果表明:(Mg3N2)n=1～4团簇易形成笼状结构,其最稳定构型中N原子配位数以3、4较多见;团簇主要由Mg-N键组成,Mg-N键长为0.194～0.218nm,Mg-Mg 键长为0.262～0.298 nm;N原子的平均自然电荷为-2.06 e,Mg原子的平均自然电荷为 1.37 e;(Mg3N2)2团簇有相对较高的动力学稳定性.     

CnBδ(δ=0, ±1; n =1～6)团簇的结构、稳定性和光谱

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G*和6-311＋G(3df)水平上对C_nB(n=1～6)团簇及其阴离子和阳离子的几何构型和电子结构进行了优化和振动频率计算.得到了C_nB(n=1～6)团簇的电离能,绝热电子亲合势以及C_nB^δ(δ=0,±1)团簇的能隙.结果表明C_nB^－(n=1～6)团簇的基态构型均为线形,这与等电子的C_n簇合物的结构是一致的; C_nB(n=1～6)团簇的基态构型中,除C₂B为不对称的三角形,C₆B为具有C_2v对称性的环状结构外,其余均为线形结构.阳离子团簇中n=2、3、6的基态结构具有C_2v对称性外,其它几个均为线形结构.从几何参数和振动频率上发现,采用密度泛函B3LYP方法在6-311＋G(3df)和6-31G*两种基组上计算得到的键长参数和振动频率非常接近,说明B3LYP方法在计算C_nB簇合物结构参数上对于基组的选择是不太敏感的.通过对C_nB(n=1～6)的光电子能谱性质的研究发现,C₄B容易获得一个电子形成阴离子团簇,但失去一个电子是很困难的,这与实验上观测到的结果非常吻合.     

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.     

包含两个平面五配位碳原子C_(2+n)B_(10-n)(n=0～10)团簇的结构的理论研究

采用B3LYP/6-311+G**方法,我们优化了初始构型中包含两个平面五配位碳原子(ppCs)的C2+nB10-n(n=0～10)团簇的结构并计算了它们的振动频率.计算结果表明,C2+nB10-n(n=0～2)团簇是稳定的,而且这三个结构中ppC—B键的Wiberg键级介于0.511～0.909之间,ppC—C键的Wiberg键级为0.2254(n=1)和0.8586(n=2),ppC的键级介于3.778到3.879之间,即这三个结构中存在两个ppCs,而且ppC遵循八隅规则;C2+nB10-n(n=3～6)团簇的最稳定结构包含一个ppC;C2+nB10-n(n6)团簇能量最低结构中不存在ppC.而且只有团簇C2+nB10-n(n=0～2)中没有悬键,它们的π电子数分别为:6,7和8,计算它们的NICS(0)值表明强芳香性一般位于局部的三元环中心,表明局部离域有利于平面结构的形成.C2+nB10-n(n=0～2)团簇的第一垂直激发能分别为:1.91,0.56和3.12eV.     

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.     

Pdn(n=2～13)团簇的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法计算并讨论钯原子团簇Pdn(n=2～13)结构模型.通过对钯原子团簇进行几何构型优化和振动频率计算,找出团簇总能量最低的同分异构体.由于Jahn-Teller效应的存在,团簇的最稳定结构采取对称性较低的几何构型.在钯原子数相同时,往往存在多个能量极为相近的稳定构型.单位原子平均静态极化率呈奇偶变化.     

硅-硫二元团簇[(SiS2)nS]-(n=1～4)的结构和稳定性的量子化学研究

用密度泛函(DFT)方法(B3LYP/6-31+G*)研究了硅硫团簇[(SiS2)nS]-(n=1～4)的可能几何构型,得到各稳定构型的电子结构,并计算了相应的振动频率,预测了稳定构型的振动光谱.由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律,并可初步预测团簇的形成机理.     

(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.     

小分子硫原子团簇正离子的结构稳定性

用分子图形软件设计出49种硫原子团簇Sn+(n=3～13)的结构,使用B3LYP密度泛函进行几何构型优化和振动频率计算,根据分子的总能量得出最稳定的同分异构体.在硫原子团簇正离子中,大部分原子为二配位成键.带有一、三配位的原子结构的总能量较高.部分最稳定硫原子团簇正离子的构型与最稳定的中性硫原子团簇的构型完全不同.