第一原理对AlnP-m(n+m=5)团簇结构和稳定性研究

用第一原理中的B3LYP和MP2方法，在6-311G^*水平上对AlnPm^-(n＋m=5)的各种可能构型进行几何构型优化，预测各团簇的稳定结构，从中得出各个团簇稳定构型之间的基本关系，当n＞m研时，团簇的稳定构型与Alm^-相似，而当n＜m时，团簇的稳定构型与Pm^相似。并用B3LYP／6—311G。方法计算了AlnPm^-的垂直电子离能(VDE)和绝热电子离解能(ADE)，同实验数据符合的较好。     

苯酚-水团簇C_6H_5OH(H_2O)_n(n=1-6)结构与电子性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论,在B3LYP/6-31+G(d, p)基组水平上对苯酚-水团簇C_6H_5OH(H_2O)_n(n=1-6)的可能构型进行全优化,得到了团簇的稳定结构;在B3LYP/6-311++G(d, p)基组水平上计算得到了各团簇构型的总能量和结合能,结果显示,在团簇尺寸较小(n≤5)时,团簇C_6H_5OH(H_2O)_n的最稳定结构为平面的环状结构,团簇尺寸较大(n5)时,团簇C_6H_5OH(H_2O)_n的最稳定结构为三维立体结构.通过对团簇结合能的二阶差分、最高占据轨道与最低空轨道之间的能隙、费米能级和电离能的分析发现,团簇C_6H_5OH(H_2O)_2的最低能量结构具有较高的稳定性,可能具有幻数结构.     

AlmPn和AlmP

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6 311G(d)水平上对AlmPn(m+n=2～6)团簇及其阴 离子的几何构型、电子结构和振动光谱等性质进行了理论研究.计算预测一些过去未知的团簇(例如Al3P-和 AlmPn(m+n≥5)),并认为单聚和二聚的AlP和(AlP)2团簇呈类似Si2和Si4团簇的平面和立体结构,而较大的 AlP团簇则完全不同于含相同电子数的Sin团簇.计算结果表明,单线态稳定结构的对称性比二重态稳定结构的 高.并在相同水平下计算了AlmPn-(m+n=2～6)的垂直电离能和AlmPn(m+n=2～6)的绝热电子亲合能,该结 果合理的解释了最近由Gomez等人报道的磷化铝团簇的阴离子光电子能谱.     

DFT Calculation of Glycine with Methanols Clusters

应用DFT计算方法研究了中性和离子甘氨酸-甲醇氢键团簇Glycine-(CH3OH)n (n=1～6). 对中性和离子的甘氨酸与1～6个甲醇分子组成系列团簇的初始构型在B3LYP/6-13＋G*水平下进行全优化,确定最低能量稳定构型,并对其氢键结构进行分析. 理论预测表明,当n≤3时,在最稳定的中性构型中,所有甲醇分子优先聚集在羧酸基团附近;而在离子构型中,甲醇分子可在氨基和羧酸基团之间形成键桥,且该构型为最稳定构型. 当团簇中的甲醇数量达到5和6时,两种最稳定构型(中性和离子)的能量趋向等同.     

GaSi_n(n=1-6)团簇结构和稳定性的第一性原理研究

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-311+G(d)水平下研究了GaSi_n(n=1-6)团簇的几何构型、电子性质、稳定性和振动特性.研究结果表明:GaSi_n(n=1-6)团簇基态结构基本保持了纯硅团簇的结构框架,Ga原子往往被吸附在Sin团簇的表面上.布局分析显示电子由Ga原子向Sin框架转移.平均束缚能和分裂能表明GaSi_3和GaSi_5团簇相对其他团簇具有较强的稳定性.振动特性研究表明:GaSi_n(n=1-6)团簇的IR活性最强振动模式主要是Ga原子与Sin结构之间的相对振动.极化率的研究表明,随着Si原子数的增多,GaSi_n团簇的非线形光学效应逐渐增强,更容易被外场极化.     

第一性原理对SinMg(n=1-12)团簇结构、稳定性与电子性质的研究

运用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-311G基组水平上对 团簇进行了构型优化、频率分析与电子性质计算.同时讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分、自然电子布居、极化率.研究结果表明： 团簇的基态绝大多数为立体结构. 时,体系的基态为自旋三重度, 时,则为单重态.镁原子的掺入使得主团簇的电子性质发生了明显的变化,掺杂使体系的平均结合能降低,能隙减小,化学硬度减小,电子亲和能增大.电子总是从 原子向 原子转移.团簇中原子之间的成键相互作用随n的增大 而增强,团簇的电子结构随n的增大而趋于紧凑.     

Li2Bn(n=1—10)团簇的几何结构和电子性质

应用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法在6-311+G(d)水平上计算并分析了Li2Bn(n=1-10)团簇的几何结构及电子性质.同时,讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分和极化率.研究表明: Li2Bn(n=1-10)团簇基态大多为立体构型. 能级间隙和二阶能量差分结果表明Li2B8是幻数团簇.对平均线性极化率和极化率的各向异性不变量研究表明,基态Li2Bn团簇的电子结构随B原子的增加虽然趋于紧凑,但尚未形成特定的堆积方式.     

KBn(n=1~10)团簇的结构和性质的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT) B3LYP方法在6-311+G(d)水平上计算并分析了KBn(n=1~10)团簇的几何结构及电子性质和极化率.通过研究团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分分析了团簇的稳定性规律,研究表明: KBn(n=1~10)团簇基态多数为立体构型,能级间隙和二阶能量差分结果表明KB3与KB9是幻数团簇.对团簇基态的极化率研究表明KBn团簇的电子结构随B原子的增加趋于紧凑,基本形成了一定的堆积方式.静态第一超极化率研究表明KB8与KB4两种平面构型的团簇具有较好的非线性光学性能.     

CuSi6团簇几何结构和性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,采用全电子基组6-311+G(d)研究了CuSi6团簇的几何构型和电子结构性质,计算表明CuSi6团簇存在多个能量相近的稳定异构体,且结构中存在多个Cu-Si键,多个低能异构体共存解释了实验中观察到的CuSi6团簇较强的现象。对于CuSi6团簇,计算得到的三个最稳定异构体的垂直电离能,电子亲和能和HOMO-LUMO能隙均相对较大,也表明这三个异构体较为稳定。     

20,20-二氯-1,10-二甲氧基三环[5,4,0,012,19]十一碳 -1,5,6-三烯结构和性质的理论研究

在RHF/6-31G、B3LYP/6-31G和MP2/6-31G水平下优化了标题化合物的平均几何构型,用B3LYP/6-31G方法计算了该化合物的红外光谱.并用GIAO分别在B3LYP/6-31G、B3LYP/6-311G和B3LYP/6-311++G水平对该化合物的核磁共振谱进行了研究.计算结果与实验结果吻合很好.同时对在合成过程中发现的两个中间产物进行了理论计算,研究证实了合成标题化合物时中间产物的存在.     

CsSi_n~u(n=2-12;u=±1)团簇结构与电子性质的密度泛函研究

运用卡利普索结构预测方法并结合密度泛函理论中的杂化密度泛函B3LYP方法对CsSi_n~u(n=2-12;u=±1)进行了系统的研究.结果发现:除了CsSi_7~(+1)与CsSi_(2,4,6,10)~(-1)之外,大多数CsSi_n~(±1)团簇的基态结构与对应中性CsSi_n团簇的结构不相同;稳定性分析显示得失电子明显提高了体系的稳定性,CsSi_(4,7,9)~(+1)与CsSi_(2,5)~(-1)分别在对应团簇中具有相对较高的稳定性;Cs原子总是占有正电荷.最后讨论了团簇的电离势、电子亲和能与结构之间的关系.     

Pdn(n=1-9)团簇的结构及磁性的第一性原理计算

采用密度泛函理论中的广义梯度近似泛函BPW91和三参数杂化密度泛函B3LYP对Pdn(n=1-9)团簇的结构、稳定性和磁性进行了详细的计算. 两种泛函得到了相同的稳定结构, 除n=3、4外, 两种方法得到的基态结构是完全一致的, 但在n=3、4时用三参数杂化密度泛函B3LYP得到的基态结构与文献[8,9,23]的相同. 两种方法得到的平均配位数和平均键长有相似的变化规律, 总体上随团簇尺寸的增大而增大, n=2-5时, 增幅较大, n=5-9时, 增幅较小. 两种方法得到团簇能量的二阶差分、分裂能在n=4时均有较大的值, 说明相对应的团簇具有较高的稳定性、较低的化学活性. 两种方法得到团簇的平均每原子磁矩随团簇尺寸的增大有逐渐减小的趋势, 个别团簇有振荡. 结果表明两种泛函都可以描述团簇结构、稳定性和磁性的演变规律, 但B3LYP泛函可以更加精确地描述Pdn团簇的结构演化.     

Pdn(n=1~9)团簇的结构及磁性的第一性原理计算简

采用密度泛函理论中的广义梯度近似泛函BPW91和三参数杂化密度泛函B3LYP对Pdn(n=1~9)团簇的结构、稳定性和磁性进行了详细的计算.两种泛函得到了相同的稳定结构,除n=3、4外,两种方法得到的基态结构是完全一致的,但在n=3、4时用三参数杂化密度泛函B3LYP得到的基态结构与文献[8,9,23]的相同.两种方法得到的平均配位数和平均键长有相似的变化规律,总体上随团簇尺寸的增大而增大,n=2~5时,增幅较大,n=5~9时,增幅较小.两种方法得到团簇能量的二阶差分、分裂能在n=4时均有较大的值,说明相对应的团簇具有较高的稳定性、较低的化学活性.两种方法得到团簇的平均每原子磁矩随团簇尺寸的增大有逐渐减小的趋势,个别团簇有振荡.结果表明两种泛函都可以描述团簇结构、稳定性和磁性的演变规律,但B3LYP泛函可以更加精确地描述Pdn团簇的结构演化.     

TinMg (n=1—10)掺杂团簇的密度泛函研究

采用密度泛函(DFT)中的B3LYP方法,选择sto-3g基组,优化并得到了Ti_nMg(n=1—10)小团簇的基态平衡结构,计算出了掺杂团簇的基态结构的平均键长、对称性、原子化能、能级分布、能级间隙、束缚能、总能的二阶差分. 结果表明,随着团簇原子数的增加,镁原子更容易趋于团簇表面位置,镁-钛平均键长大于钛-钛平均键长,以对称性结构为最稳定的基态结构,且呈多个五角双锥结构. 其中Ti₅Mg和Ti₈Mg的结构更为稳定. 关键词： 密度泛函 钛-镁团簇 基态结构     

ThTiO_4~(-/0),Th_2TiO_6~(-/0)和ThTi_2O_6~(-/0)的电子结构和化学成键的密度泛函理论研究

本文采用B3LYP密度泛函理论方法,探究双核、三核掺杂钍氧簇体系ThTiO_4~(-/0)、Th_2TiO_6~(-/0)和ThTi_2O_6~(-/0)的几何构型、电子结构和化学成键等规律,并与等价电子体(TiO_2)-/0n(n=2,3)进行对比,研究掺杂效应对于掺杂体系的结构和成键等性质的影响.结果表明:掺杂钍氧簇与其等价电子体(TiO_2)-/0n(n=2,3)具有类似的键连方式.ThTiO_4~-中单电子占据的位置与Ti2O-4中单电子的所处位置类似,都是被两个金属原子共用,而Th_2 TiO_6~-,Th Ti_2O_6~-以及Ti_3O_6~-中的单电子均处于那个不含端氧的金属原子上.     

Mg-Al-N三元团簇的密度泛函理论研究

运用杂化密度泛函方法B3LYP在6-311+G^*计算水平上研究Mg_xAl_yN(x,y=1-5)团簇的结构.对Mg_xAl_yN团簇最低能量结构的稳定性和电子特性进行研究.结果表明,Mg_xAl_yN(x+y≤4)团簇的构型主要是平面结构.Mg_xAl_yN团簇的最低能量结构主要是由Al_nN或Mg_x-1Al_y+1N的构型演变而来.Mg_xAl_yN团簇离解成原子或者较小团簇是相对稳定的.和相邻团簇相比,MgAl₃N和Mg₃Al₃N拥有较高的稳定性.随着团簇尺寸的增加,Mg_xAl_yN团簇同时表现出共价键,离子键和金属键的特点.另外,随着团簇尺寸的增加,团簇的垂直电离势和电子亲合能呈现小的震荡,但并没发现整体的变化规律.     

AunCu ( n =1-3)二元合金小团簇结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT) B3LYP 在SDD基组水平上对AunCu(n =1-3)二元合金小团簇各种可能的构型进行几何优化,预测了各团簇的稳定结构. 并对基态结构进行了研究,计算了平均结合能、最高占据轨道能级和最低空轨道能级以及两者间的能隙.结果表明掺杂Cu原子后使得AunCu(n =1-3)团簇的化学性质更稳定.     

Au_nCu(n=1～3)二元合金小团簇结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP在SDD基组水平上对Au_nCu(n=1～3)二元合金小团簇各种可能的构型进行几何优化,预测了各团簇的稳定结构.并对基态结构进行了研究,计算了平均结合能、最高占据轨道能级和最低空轨道能级以及两者间的能隙.结果表明掺杂Cu原子后使得Au_nCu(n=1～3)团簇的化学性质更稳定.     

Density functional study of structural and electronic properties of Al<Subscript><Emphasis Type="Italic">n</Emphasis></Subscript>P (2 ≤ <Emphasis Type="Italic">n</Emphasis> ≤ 12) clusters

Low-lying equilibrium geometric structures of Phosphorus-doped aluminum cluster Al _n P (n = 2–12) clusters obtained by an all-electron linear combination of atomic orbital approach, within spin-polarized density functional theory, are reported. The binding energy, dissociation energy, and stability of these clusters are studied within the local spin density approximation (LSDA) and the three-parameter hybrid generalized gradient approximation (GGA) due to Becke-Lee-Yang-Parr (B3LYP). Ionization potentials, electron affinities, hardness, and static polarizabilities are calculated for the ground-state structures within the GGA. It is observed that symmetric structures with the P atom occupying a peripheral position are lowest-energy geometries of Al _n P (n = 2, 4–11), while the P impurities of Al₃P and Al₁₂P prefer to occupy internal sites in the aluminum clusters. Generalized gradient approximation extends bond lengths as compared to the LSDA lengths. The odd-even oscillations in the dissociation energy, the second differences in energy, the HOMO–LUMO gaps, the ionization potential, the electron affinity, and the hardness are more pronounced within both GGA and LSDA. The stability analysis based on the energies clearly shows the clusters with an even number of valence electrons are more stable than clusters with odd number of valence electrons.     

密度泛函理论研究SiCmN团簇

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-311G*方法,对SiCmN(m=1-7)团簇的几何构型、振动频率和基态能量等性质进行了研究,讨论了化学键的特征和热力学稳定性。振动频率和振动强度被用来判断体系的基态结构。结果表明,m=1~5的团簇为线状结构,m=6、7的团簇为环状结构。m增大过程中,线状团簇自旋多重度均为2,而环状团簇出现2、4和6自旋多重度。能量的二次差分值表明m为奇数的团簇比m为偶数的更为稳定。