锰团簇Mn5和Mn6结构与磁性的分析

用密度泛函方法对过渡金属Mn₅, Mn₆的各种可能构型, 在PW91/ZoraTZ2P水平上进行了理论研究. 计算结果表明: 构型是自旋变化、磁性的敏感因素, Mn₅最稳定构型为弱铁磁性的三角双锥体(磁矩为3, D_3h). Mn₆的最稳定构型为铁磁性的畸变八面体(磁矩为16, C_4v). 各种异构体虽然多重度不同, 但每个原子的自旋极化度均在3以上. 构型稳定与否取决于原子间的交换耦合作用, 而原子间的这种作用又与自旋极化度的方向、大小息息相关.     

锰团簇Mn5和Mn6结构与磁性的分析

用密度泛函方法对过渡金属Mn₅, Mn₆的各种可能构型, 在PW91/ZoraTZ2P水平上进行了理论研究. 计算结果表明: 构型是自旋变化、磁性的敏感因素, Mn₅最稳定构型为弱铁磁性的三角双锥体(磁矩为3, D_3h). Mn₆的最稳定构型为铁磁性的畸变八面体(磁矩为16, C_4v). 各种异构体虽然多重度不同, 但每个原子的自旋极化度均在3以上. 构型稳定与否取决于原子间的交换耦合作用, 而原子间的这种作用又与自旋极化度的方向、大小息息相关.     

六核钽铑二元混合簇合物的几何和电子结构

采用密度泛函理论对六核钽、铑八面体纯簇及其混合簇的几何结构和电子性质进行了研究.计算结果表明:大部分钽铑混合簇稳定构型的对称性均较低,为C1或Cs点群,只有[Ta2Rh4Cl4H8(CN)6]4-团簇的稳定构型对称性较高,为C2h或C4v点群;混合簇的最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道(LUMO)能隙(ΔEH-L)均较小,介于0.52-1.00eV之间;混合簇的前线轨道主要由骨架金属原子的d电子贡献,随着Rh原子替代Ta原子个数的递增,Ta—Rh键对混合簇稳定构型所起作用逐渐增加,Ta—Ta键所起作用减小,而Rh—Rh键为非键或反键性质.     

过渡金属纯簇和混合簇的密度泛函研究:Nb4,Co4和Nb2Co2

用密度泛函方法对过渡金属双原子Nb₂,Co₂和NbCo的电子态进行研究,得到三者的基态分别为³∑_g^-,⁵∑_g⁺和³△.并以此为基础,讨论四核簇Nb₄,Co₄和No₂Co₂的成键情况,发现稳定的单金属簇Nb₄具有高对称性的密堆结构,稳定的Co₄具有低对称性的变形封闭结构,两者都是典型的金属键;而Nb₂Co₂在封闭式结构中是一般的金属键,在线形结构中有强弱交替的定域键,Nb原子易相互靠近成键,Co原子趋于远离不成键.三种团簇的多重度以Nb₄＜Nb₂Co₂＜Co₄顺序依次升高.     

过渡金属混合簇Nb2Rh2的密度泛函研究

采用密度泛函方法(DFT)研究了过渡金属混合簇Nb_mRh_n (m, n≤2) 的结构、稳定性规律及它们的成键情况. 结果表明, Nb—Nb键较强, Rh—Rh键较弱, 而Nb—Rh键的强度则介于两者之间. 在Nb₂Rh₂直线和折线构型中, 金属键有强弱交替的现象. Nb₂Rh₂的各种构型在自旋多重度较小时稳定.     

过渡金属混合簇Nb2Rh2的密度泛函研究

采用密度泛函方法(DFT)研究了过渡金属混合簇Nb_mRh_n (m, n≤2) 的结构、稳定性规律及它们的成键情况. 结果表明, Nb—Nb键较强, Rh—Rh键较弱, 而Nb—Rh键的强度则介于两者之间. 在Nb₂Rh₂直线和折线构型中, 金属键有强弱交替的现象. Nb₂Rh₂的各种构型在自旋多重度较小时稳定.     

荷电(±1)对二十面体X_(13)(X=Cr,Mn,Fe,Co)团簇的稳定性与磁性的影响

采用基于密度泛函理论的计算方法,对正二十面体金属X13(X=Cr,Mn,Fe,Co)中性和荷电团簇进行了全面的结构优化计算,研究了荷电对团簇的稳定性和磁性的影响.结果表明:荷负电能够使团簇的稳定性增强;荷电对不同团簇的原子间距离的影响不同;同时荷电对不同团簇磁性的影响也是不一样的,尤其是荷负电能够使Fe13和Co13团簇的磁性大大增强;荷电对不同团簇磁性的影响不是通过原子间距离的变化来实现的,而是受到原子内部电荷的转移和杂化程度的影响.     

过渡金属团簇Nbn、Con（n≤4）和NbxCoy（x＋y≤8）的芳香性

采用杂化密度泛函(DFF)方法优化了过渡金属纯团簇Nbn,Con(n≤4)和二元铌钴团簇NbxCoy(x+y≤8)的结构.并计算了较稳定结构的NICS(核独立化学位移)值,分析这些过渡金属团簇的成键情况,讨论不同轨道对各过渡金属团簇芳香性的贡献,发现在过渡金属团簇中,除了具有s,p轨道贡献的σ、π芳香性外,很重要的地d轨道的参与而形成的δ芳香性.     

过渡金属团簇Nbn、Con(n≤4)和NbxCoy(x+y≤8)的芳香性

采用杂化密度泛函(DFT)方法优化了过渡金属纯团簇Nbn, Con(n≤4)和二元铌钴团簇NbxCoy(x+y≤8)的结构, 并计算了较稳定结构的NICS(核独立化学位移)值, 分析这些过渡金属团簇的成键情况, 讨论不同轨道对各过渡金属团簇芳香性的贡献, 发现在过渡金属团簇中, 除了具有s、p轨道贡献的σ、π芳香性外, 很重要的地d轨道的参与而形成的δ芳香性.     

气相过渡金属钽和钇-碳链团簇的质谱研究

Nd:YAG产生的二倍频532nm激光消融金属靶表面,同时含有3%乙炔的氦载气喷向旋转的金属靶,通过等离子体反应形成中性的气相过度金属-碳链团簇分子。经过超声膨胀,由Skimmer形成准直的分子束,进入飞行时间质谱仪的电离区,被193nm的准分子激光电离。实验发现,钽奇数碳链的过渡金属钽团簇离子信号较小,而偶数碳链的团簇离子信号较大。钇碳链观察到了YCm+(m=1～4,6)、Y2Cn+(n=2,4,6)和YCnH2+(n=2～6)的离子信号。     

金属团簇MoS4Cu4(SCN)2(NC5H5)6的皮秒光学非线性特性和光限幅特性研究

由于激光技术的快速发展，新型超快可调谐波长的高功率激光器更多的在民用和军事上应用。快速的非线性光学器件的需求越来越多。近10年，人们投入大量研究寻找超快光学非线性材料，同时寻找快速响应、高线性透过率和低非线性透过率以及高损伤阈值的光限幅材料，研究发现金属酞菁化合物、金属卟啉化合物以及富勒烯衍生物具有良好的光限幅效果和强的光学非线性特性。     

Ru_n(n=2~8)金属团簇的结构和能级分布的DFT研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)方法,对Run团簇(n = 2~8)的几何结构与稳定性、束缚能以及能级分布的关系进行了研究,并分析了随着团簇原子数的增加,团簇的几何结构和费米能级的变化,结果表明:Ru簇的几何结构在4个原子以前是平面结构,而从5个原子开始为空间立体的稳定结构,束缚能随金属原子数的增加而增加。能级结构呈明显的分立特征,费米能级随原子个数的增加而增加,但从Ru7开始又有所降低,且团簇的能量间隙逐渐减小,趋近于大块金属的能级特征。     

基于多齿希夫碱配体的四核和十核锰簇合物的合成、结构和磁性

合成了一种具有{NO₄}给电子组成的多齿水杨醛希夫碱配体,3,5-二-叔丁基水杨醛-三(羟甲基)氨基甲烷(H₄L),并利用元素分析、红外光谱以及核磁共振氢谱表征其结构。Mn(ClO₄)₂或MnCl₂·4H₂O分别与该配体在溶液中反应生成了一个四核锰簇合物[Mn₄^Ⅲ(HL)₂(H₂L)₂(MeCN)₄](ClO₄)₂·2MeCN(1)和一个十核锰簇合物[Mn₆^ⅢMn₄^Ⅱ(bz)₁₀(L)₄(H₂O)₂]·10MeCN(2)。X-射线衍射分析表明化合物1的晶体结构空间群为三斜P1,而化合物2为正交Aba2。2~300K温度区间的磁性测量数据表明化合物2中存在反铁磁相互作用。     

基于多齿希夫碱配体的四核和十核锰簇合物的合成、结构和磁性

合成了一种具有{NO₄}给电子组成的多齿水杨醛希夫碱配体,3,5-二-叔丁基水杨醛-三(羟甲基)氨基甲烷(H₄L),并利用元素分析、红外光谱以及核磁共振氢谱表征其结构。Mn(ClO₄)₂或MnCl₂·4H₂O分别与该配体在溶液中反应生成了一个四核锰簇合物[Mn^III₄(HL)₂(H₂L)₂(MeCN)₄](ClO₄)₂·2MeCN(1)和一个十核锰簇合物[Mn^III₆Mn^II₄(bz)10(L)₄(H₂O)₂]·10MeCN(2)。X-射线衍射分析表明化合物1的晶体结构空间群为三斜P1,而化合物2为正交Aba2。2~300 K温度区间的磁性测量数据表明化合物2中存在反铁磁相互作用。     

Fe_(6-x)Al_x团簇的结构和磁性能

在密度泛函理论的BPW91水平上,对Fe6-xAlx团簇进行了结构优化,并将获得的最低能结构进行稳定性分析以及电子结构和磁性能的计算.计算结果表明,铁原子倾向团聚在一起并占据最高配位,Al原子则倾向分布在铁簇的周围尽最大可能地与Fe配位成键.Fe6-xAlx团簇的磁性随Al原子数目增加呈现下降趋势,自然轨道分析揭示Fe4s和Al3s与Fe3d之间的杂化是导致团簇磁矩下降的主要原因.     

金属团簇在单晶表面的稳定性和扩散行为的Monte Carlo研究

The stability and diffusion behaviors of 1.3 MPa Pt, Pd, Ni and Cu clusters supported on Pd(001) surface were studied by the Monte Carlo method. The support surface can strongly influence the stability and diffusion behaviors of the supported clusters. The structure transition temperatures of the supported clusters are much lower than the melting temperatures of their corresponding free clusters due to the vibration coupling between the support and the clusters. The stability of the supported clusters depends on not only the strength of metal support interaction but also the strength of the metal metal interaction. The diffusion constants of supported 1.3 MPa clusters are similar to those of corresponding metal atoms. Combining the diffusion parameters with the critical temperature of the supported clusters, the thermal stability is closely related to the diffusion behaviors of the metal clusters.     

过渡金属团簇M20和M20(PMe3)4(M=Cu,Ag,Au)的量子化学理论研究

采用从头计算MP2和DFT理论方法,对过渡金属团簇M20和M20( PMe3)4(M=Cu,Ag,Au)的几何结构、电子结构以及团簇各组成部分之间的结合能进行了研究.所研究的体系具有较大的前线轨道能隙,与C60接近,显示出特别的稳定性.考虑电子相关效应的MP2方法能够对团簇的结构给予可靠的描述.离域泛函GGA对Cu和A...     

幻数团簇离子Mn+5

Magic number cluster ion Mn5+ and abundant Mn/O cluster ions havc been formed by 532nm laser ablation of MnCO3 solid sample with time-of-flight mass spectroscopy detection. The experimental results show that Mn5+ was formed in the cooler dilute tail region of the plume produced by laser ablation, while Mn/O cluster ions were mainly formed in the hotter dense preceding portion of the plume, they all were produced by postablation cluster growth in the ablation plume. Pentagonal with D(5h) symmetry is the possible structure of Mn5+, which is supported by our ab initio calculation.     

水溶液中金属团簇的脉冲辐解研究进展

介绍了以脉冲辐解技术为手段研究水溶液中单金属团簇的形成机理,并对团簇的性质及其反应进行了简要的概括,对今后团簇的发展趋势进行了展望.