内掺过渡金属富勒烯衍生物Ni@C20H20几何结构、成键和电磁性质的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对Ni@C20H20的几何结构、成键和电磁性质进行密度泛函计算研究.结构优化发现位于偏离笼子中心三种位置处的Ni原子优化之后均回到笼子中心.结合能和能隙分析表明C20H20的中心位置是Ni原子热力学和动力学最稳定的位置.成键分析表明:Ni原子位于C20H20中心时,和C原子之间几乎没有相互作用,保持自己的孤立状态.电磁分析表明:原子磁矩为2μB的Ni原子内掺到C20H20中心后磁性完全猝灭,而本来无磁性的笼子由于与Ni原子之间没有发生电子转移仍然无磁性.     

从势能到扫描隧穿显微镜

以“势能及机械能守恒”教学内容为例，介绍如何将现代科学知识与技术引进到“大学物理”教学中，以达到拓展学生视野，丰富“大学物理”授课内容，为学生架起了一座联系经典物理与量子物理的桥梁．     

Geometric and Electronic Properties of Highly Fluorinated Fullerene C74F38

Geometric and electronic properties of highly fluorinated fullerene C74F38 have been studied using the density functional theory at BLYP level with the double numerical atomic orbital basis sets with polarization functions （DNP）. The optimized geometry of C74F38, quite different from that of C74, turns into a pronounced hexahedron shape because the six stabilizing isolated benzenoid rings tend to be as far apart as possible. The HOMO-LUMO energy gap and the binding energy of C74F38 indicate that C74F38 is not only kinetically but also dynamically stable. The shorter F-C bond lengths together with the analysis of the density of states and the Mulliken populations indicate that the F-C bonds in C74F38 have both covalent and ionic characters. The Mulliken populations show that the fluorine atoms obtain about 10 electrons from the C74 cage.     

X@C20F20(X=He,Ne,Ar,Kr)几何结构和 电子结构的理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似, 对X@C₂₀F₂₀(X=He, Ne, Ar, Kr)几何结构和电子结构进行了计算研究. 几何结构优化发现: 惰性气体原子X内掺到C₂₀F₂₀笼后, 均稳定于碳笼中心, 随着内掺X原子序数的增大, X原子对C₂₀F₂₀笼的影响越来越大. 能隙、内掺能和振动频率计算表明: 内掺X原子使得C₂₀F₂₀的稳定性得到了显著提升, X@C₂₀F₂₀(X=He, Ne, Ar, Kr)都具有良好的稳定性, 并且随着X原子序数的增大, 其稳定性也基本呈现逐渐增强的趋势. 电子结构研究发现: X原子对X@C₂₀F₂₀费米能级附近的占据轨道基本没有贡献, 而对其未占据轨道贡献较大. 计算还发现: 在X@C₂₀F₂₀中, He 和Kr分别从C₂₀F₂₀的C 笼上获得了0.126和0.271个电子, 而Ne和Ar却分别向C笼转移了0.060和0.012个电子. 由此可见: X原子与C原子之间都发生了电荷转移, C笼上的C原子与惰性气体原子X间形成了一定的离子键.     

C72,La2@C72几何结构和电子性质的计算研究

采用密度泛涵理论(density functional theory, DFT)中的广义梯度近似(generally gradient approximation, GGA)对富勒烯C₇₂和内掺金属La富勒烯La₂@C₇₂三种同分异构体的几何结构和电子结构进行研究.发现在C₇₂的三种同分异构体中，满足独立五边形规则(isolated-pentagon-rule，IPR)的C₇₂(D_{6d< 关键词： 72}')" href="#">C₇₂ 2@C₇₂')" href="#">La₂@C₇₂ 密度泛涵理论 几何结构 电子结构     

Quasi-classical trajectory study of the isotope effect on the stereodynamics in the reaction H（2S） + CH（X2Π;u= 0,j= 1） → C（1D） + H2（X1Σg+）

The isotope effect on the stereodynamic properties in the title reaction is investigated by a quasi-classical trajectory(QCT) method on the 11A potential energy surface at a collision energy of 23.06 kcal/mol. The angular distributions P(θr),P(φr), P(θr, φr), and the polarization-dependent generalized differential cross sections are calculated, which demonstrate the observable influences on the rotational polarization of the product by the isotopic substitution of H with D.     

内掺三金属氮化物富勒烯Er3N@C80的几何结构与电子性质理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对Ih-Er3N@C80的几何结构和电子性质进行理论研究. 结构优化发现当Er3N的三个Er原子偏离Ih-C80中五边形和六边形公共边中点时形成的结构最稳定. Er—C和Er—N键是离子键. 能级分析可知: 掺入Er3N后, 碳笼的稳定性提高. 局部态密度图和自旋聚居数分析表明: Er3N的掺入使Ih-C80磁性变大, 而Er3N仍然具有一定的磁性. 垂直电离能和垂直亲和能分析表明: 掺入Er3N后, 碳笼的得失电子能力都有所降低.