(TiO2)n(n=3—6)团簇吸附水分子的理论研究

给出了优化小分子在团簇表面吸附结构的遗传算法.结合经验势函数,搜寻了水分子在(TiO₂)_n(n=3—6)团簇上可能的吸附方式;利用B3LYP/6-31G^**方法对各种吸附结构进行了优化.结果表明水分子主要通过O原子以非解离方式吸附到团簇中配位数较低或位置比较凸出的Ti原子上.分子轨道分析表明,水分子与团簇之间的成键主要来自吸附位Ti原子3s3p轨道的贡献,水分子的轨道保持了气相水分子中的基本特征,但离域化程度增大 关键词： 2团簇')" href="#">TiO₂团簇 2O吸附')" href="#">H₂O吸附 遗传算法 DFT     

(TiO2)n(n=3-6)团簇吸附水分子的理论研究

给出了优化小分子在团簇表面吸附结构的遗传算法.结合经验势函数,搜寻了水分子在(TiO2)n(n=3-6)团簇上可能的吸附方式;利用B3LYP/6-31G**方法对各种吸附结构进行了优化.结果表明水分子主要通过O原子以非解离方式吸附到团簇中配位数较低或位置比较凸出的Ti原子上.分子轨道分析表明,水分子与团簇之间的成键主要来自吸附位Ti原子3s3p轨道的贡献,水分子的轨道保持了气相水分子中的基本特征,但离域化程度增大.NBO分析表明,Ti原子通过3sp向水中氧原子转移电荷,而水分子又通过轨道离域把电荷反馈到由Ti的3d4s等轨道形成的反键轨道.虽然吸附后水中O,H原子的净电量增加,但O-H键减弱.吸附后水分子的振动频率发生红移.     

Relativistic calculations of fine-structure energy levels of He-like Ar in dense plasmas

The fine-structure energy levels of 1s2s and 1s2p atomic states for the He-like Ar ion immersed in dense plasmas are calculated. The ion sphere model is used to describe the plasma screening effect on the tested ion. The influences of the hard sphere confinement and plasma screening on the fine-structure energy levels are investigated respectively. The calculated results show that the confined effect of the hard sphere on the fine-structure energy levels increases with decreasing hard sphere radius, and the plasma screening effect on the fine-structure energy levels increases with the increase of free electron density. In dense plasmas, the confined effect of the hard sphere on the fine-structure energy levels can be neglected generally, compared with the contribution from free electron screening. An interesting phenomenon about the energy level crossing is found among 1s2s(~1S_0) and 1s2p(~3P_(0,1)) atomic states. The results reported at the present work are useful for plasma diagnostics.     

等离子体对电子间相互作用的屏蔽效应研究

在计算等离子体环境中的原子结构时,一般情况下只考虑等离子体对核-电子相互作用的屏蔽,较少考虑其对电子-电子相互作用的屏蔽.本文采用MCDHF (multi-configuration Dirac-Hartree-Fork)方法结合屏蔽势研究了电子-电子相互作用的等离子体屏蔽对原子结构参数的影响随电子密度、电子温度、核电荷数和束缚电子个数的变化规律.结果表明,对于类氦离子的基态和第一激发态,等离子体对电子-电子相互作用的屏蔽引起的能量移动量、跃迁能移动量和跃迁几率移动量分别随着电子密度和电子温度的升高而不断增大和减小;随着核电荷数的增大,能量移动量逐渐增大并趋于稳定值,跃迁能移动量和跃迁几率移动量逐渐减小并趋于0.能量移动量随着束缚电子个数的增加而增大.当满足电子密度(束缚电子个数)大于或者等于其临界值以及电子温度(核电荷数)小于或者等于其临界值任意一条件时,等离子体对电子-电子相互作用的屏蔽效应不可忽略.     

Cu_n(n=2~20)团簇的稳定性和电子性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论中的PW91/DNP方法研究了Cun(n=2~20)团簇的稳定性和电子性质.结果表明:在n=2~8区间,平均结合能曲线几乎呈现线性增长;在n=9~20区间,平均结合能曲线相对较平缓.Cun(n=4,7,8,17)团簇相对较稳定.Cun(n=2,4,8,13,19)团簇的能隙值相对较大,化学活性较弱.在n=2~20区间,垂直电离能略微大于绝热电离能,绝热亲和能略微大于垂直亲和能.在n=2~9区间,电离能曲线呈现出显著的奇—偶振荡效应,即n为偶数团簇的电离能比临近奇数团簇的要大;亲和能曲线呈现出同电离能曲线相反的奇—偶振荡效应.     

（AgI）n团簇熔化行为的分子动力学模拟

用遗传算法结合经验势搜索了 (AgI)n(n=3-15) 团簇的可能稳定结构,并用微正则分子动力学方法研究了它们的熔化行为.(AgI)n 团簇的稳定结构主要以四叫元环和六元环相接的笼状结构为主.大多数(AgI)n会在一个较大的温度范围内随温度升高结构不断扭曲,原子间距涨落及动能涨落不断增大,直到在某个温度下熔化,结构变得完全无序.(AgI)6 的结构具有很高的对称性,熔化发生在一个较窄的温度范围.对于(AgI)5,会在熔化前较大的温度范围内发生最稳定结构与能量较高的环状异构体之间的转化,并可能出现负热容现象.     

H_2在Al_nCr(n=1-7)团簇上吸附和解离的密度泛函研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法研究了H2在AlnCr(n=1-7)团簇上的吸附和解离.结果表明:AlnCr团簇结构与Aln+1团簇结构相似;物理吸附是H2以侧向的形式吸附在Cr原子上,H-H键长略微增长,H2的振动频率发生了红移;除了n=5外,其它AlnCr H2团簇的最稳定结构均是AlnCr团簇的最稳定结构与两个氢原子成键而成;AlnCr团簇向H原子转移了电荷;AlnCr H2团簇的平均结合能,垂直电离势和能隙均大于AlnCr团簇的,即AlnCr H2团簇比AlnCr团簇更稳定;Al7Cr对H2的化学吸附表现出较强的惰性,而AlnCr H2(n=1,2,6)则表现出较强的化学活性;由化学反应路径跟踪可知,通过改变AlnCr团簇中Al原子的个数可以调节H2的物理化学吸附行为.     

铟团簇结构和电子性质的密度泛函研究

用密度泛函方法研究了In_n(n=2～7)团簇的稳定结构和电子性质.结果表明:自旋多重度对结构的影响不大;对于基态结构,n≤5时为平面结构,n≥6时为立体结构,n=6为结构转变点;平均结合能曲线随团簇尺寸增大逐渐平缓;能隙、结合能的二阶差分和电离势随团簇尺寸的变化趋势完全一致,均反映出In_4团簇的基态结构较为稳定,具有较强的非金属性.     

In_nNa_m和In_nNa_m~+(n+m≤5;m,n≠0)团簇结构和性质的研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,对In_nNa_m和In_nNa_m~+(n+m≤5;m,n≠0)混合团簇的所有可能构型进行了优化,并作了频率计算.结果表明:较大团簇大多是由较小团簇生长而来的,In_3Na_2团簇有较为丰富的异构体,绝大多数阳离子团簇的稳定结构与其中性稳定结构是相似的;中性团簇基态结构的平均结合能和能隙随Na原子个数变化的趋势基本一致;InNa_3和In_3Na_2的垂直电离能和绝热电离能的差别较大;团簇中的Na原子容易失去电子,而In原子倾向于得到电子.     

AgCl团簇的熔化行为

用遗传算法结合经验势搜索了(AgCl)_n(n=2~12)团簇的可能稳定结构,并用微正则分子动力学方法研究了它们的熔化行为.(AgCl)_n团簇的稳定结构主要以四元环和六元环相接的笼状结构为主.基态结构的熔化行为:(AgCl)_n(n=9~12) 与一般原子团簇的熔化行为相类似;(AgCl)_7在熔化前较大温度范围内发生正侧面轮换;(AgCl)_8在129K时转变为双层八元环结构,也存在正侧面轮换现象.能量较高的异构体在熔化之前均转变为基态结构,按照基态结构的熔化模式熔化.