N4+的生成与检测

用从Nd:YAG激光器发出的波长532nm的激光(能量约为10mJ/pulse)溅射由BN、ZrN粉末分别压成的直径13mm、厚度约2～5mm的固体压片样品,生成了含氮团簇N4+。实验中,用高纯氮气为载气,辅助含氮团簇的生成并冷却激光溅射所产生的团簇。反射式飞行时间质谱仪监测反应过程证实N4+的存在,且其存在时间超过200μs。     

激光溅射法生成金属掺杂氮原子团簇CuNn 、ZnNn 和ScNn

以高纯氮气为载气,通过激光分别轰击Cu/BN、Zn/BN和Sc/BN压制成的样品,首次生成了相应团簇CuNn 、ZnNn 和ScNn ,得到了团簇质谱图,确定了CuNn 、ZnNn 和ScNn 团簇中最稳定的组成分别为CuN4 、ZnN6 和ScN12 。     

激光烧蚀Al+与乙醇团簇的反应研究

利用激光烧蚀-分子束法对Al等离子体与乙醇团簇的反应进行了研究.飞行时间质谱测得的主要反应产物有Al⁺(C₂H₅OH)_n (n=3～10)与H⁺(C₂H₅OH)_n (n=1～14)团簇正离子和(C₂H₅OH)_n(H₂O)OH^- (n=0～8)团簇负离子.实验发现,烧蚀产生的Al等离子体与脉冲分子束的不同位置反应,对团簇离子的类别、大小及强度分布均产生很大影响.Al等离子体与脉冲分子束的前段反应,主要产生金属-复合物团簇离子Al⁺(C₂H₅OH)_n,且信号较强;Al等离子体与脉冲分子束的中段及后段反应,主要产生质子化团簇离子H⁺(C₂H₅OH)_n和团簇负离子(C₂H₅OH)_n(H₂O)OH^-,同时还出现强度较小的其他水合团簇离子,如H⁺(H₂O)m(C₂H₅OH)_n (m=1～2)等.     

银金硫三元团簇的形成与光过程的硫金敏化

采用激光烧蚀银金硫混合物样品产生团簇离子,用飞行时间质谱仪检测的方法研究了银金硫三元团簇离子的形成。研究表明,银硫二元团簇、金硫二元团簇和银金硫三元团簇同时生成,主要系列有(Ag~2~n~+~1S~n~-~1)^+、(Ag~2~n~-~1S~n)^-、(Ag~2~nAuS~n)^+和(Ag~2~nAuS~n~+~1)^-。将其与感光乳剂中的金硫敏化中心相关联,指出正离子团簇和负离子团簇分别在曝光过程中起着光电子陷阱和正空穴陷阱的作用。     

(BN)_n团簇的结构和稳定性

用HF方法、密度泛函理论的B3LYP以及微扰理论的MP2方法 ,在 6 3 1G(d)基组水平上 ,对 (BN) n(n =1～ 16)团簇的各种可能结构进行了优化 .讨论了环状与笼状稳定团簇的几何构型、自然键轨道 (NBO)、振动频率、结合能、核独立化学位移 (NICS)和能量二次差分 ,得到了 (BN) n(n =1～ 16)团簇结构的稳定性信息 .比较了HF ,B3LYP以及MP2三种理论方法对(BN) n 团簇的适应性所表现出的差异 .     

(BN)n(n≤12)团簇的结构及成键性质

利用遗传算法和Gastreich提出的经验势函数研究了(BN)_n(n≤12)团簇的可能稳定结构, 并对能量较低的异构体在HF/6-31G(d)水平进行优化, 得到了(BN)_n(n≤12)团簇的线状、蒲扇形、单环、双环、三环和笼状结构, 讨论了各种结构的特征及相对稳定性. 分析了BN团簇中原子的成键性质, 在单环结构中, N原子以sp2杂化成键, B原子以sp杂化成键, 而在节点处B原子以sp2杂化成键. (BN)6是唯一没有张力的单环结构.     

SinP+m(n+m=5)结构和稳定性的理论研究

在实验的基础上 ,利用量子化学方法对 Sin P+ m( 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时 ,团簇的稳定构型与 Si+ n 相似 ,而当 n相似文献   

(BN)n团簇的结构和稳定性

用HF方法、密度泛函理论的B3LYP以及微扰理论的MP2方法，在6—31G(d)基组 水平上，对(BN)n(n=1-16)团簇的各种可能结构进行了优化．讨论了环状与笼状稳 定团簇的几何构型、自然键轨道(NBO）、振动频率、结合能、核独立化学位移 (NICS)和能量二次差分，得到了(BN)n(n＝1-16)团簇结构的稳定性信息．比较了 HF，B3LYP以及MP2三种理论方法对(BN)n团簇的适应性所表现出的差异．     

B2N2分子结构与性质的理论研究

錋氮(BN)及其团簇分子在材料科学中的重要性而引起广泛关注,BN纳米管、纳米线及其团簇已被合成并在对其结构与性质进行了理论研究[1-7]。BN二聚物包括线性、正方形和棱形BN-BN结构,在MP2水平上的理论预测单重态稳定性为菱形(D2h)大于正方形(D2h)大于线性(C∞v)[8],但作者未对优     

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.     

钽硫原子簇的形成及激光裂解的初步研究

报导用激光直接溅射的方法产生了大量的钽硫原子团簇离子Ta_nS_m~+(n≤9, m≤30),并用串级飞行时间质谱仪研究了所产生团簇离子的组成及紫外激光裂解规律。实验发现, 最稳定的团簇正离子往往具有Ta_nS_(2n+7)~+(n=1,2,…9)的组成, 相应的负离子具有, Ta_nS_(2n+3)~-(n=1,2,…9)的组成。各种团簇正离子的激光裂解的主要通道是连续的S_2消除过程, 且对于n=3,4,5的团簇, 主要光解产物还有Ta_3S_4~+或Ta_4S_6~+离子。据此推测出Ta_nS_m~+团簇离子的可能结构为在Ta原子周围有6个左右的S原子配位。Ta原子之间不存在直接的化学键,而较大团簇可能是以Ta_3S_4或Ta_4S_6为核心的结构。     

Al+与乙硫醇团簇的气相化学反应的实验和理论研究

利用激光溅射-分子束的方法研究了Al⁺和乙硫醇的气相化学反应,结果观察到了Al⁺与1～6个乙硫醇分子形成的团簇离子. 对团簇离子进行了密度泛函理论计算,找到了两种类型的异构体Al⁺(C₂H₅SH)_n和HAl⁺SC₂H₅(C₂H₅SH)_n-1,计算得到了相应的稳定结构和能量.分析质谱信号强度,结合理论计算结果,可推测出实验得到的n=1的产物离子是Al⁺(C₂H₅SH). n=2和3时产物离子开始转变为HAl⁺SC₂H₅(C₂H₅SH)_n-1, n=4时,HAl⁺SC₂H₅(C₂H₅SH)₃和Al⁺(C₂H₅SH)₄两种产物离子都存在,n≥5以后,团簇离子Al⁺(C₂H₅SH)_n开始成为主要的产物离子.     

电中性团簇MCu2Ox(M=Cu2+,Ce4+,Zr4+)上甲烷和二氧化碳直接合成乙酸的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了电中性团簇MCu₂O_x(M=Cu²⁺, Ce⁴⁺, Zr⁴⁺; x=3, 4)的特性及其对甲烷和二氧化碳直接合成乙酸反应的影响. 结果表明, 团簇催化的反应由甲烷C—H活化、 二氧化碳插入引起C-C偶联、 CH₃COO转向和氢迁移4步构成. 前两步为关键步骤, C—H和C-C各自与团簇活性位点间形成四中心结构并推动反应进行. 电子自甲烷流出到团簇, 再流入二氧化碳, 使甲烷的C—H和二氧化碳的C=O得以活化, 继而驱动C-C偶联. Ce, Zr引入至氧化铜团簇中后, 团簇由原有的六元环结构衍变为六元环Ⅰ、 掺杂原子分别位于中心和端末的双四元环Ⅱ和Ⅲ 3种结构. 团簇结构和电子自旋均会影响反应的进行. 低自旋团簇有利于甲烷 C—H活化, 而高自旋团簇则有利于C-C偶联; 在3种掺杂团簇结构中, 处于三重态的结构Ⅲ团簇可以较好地兼顾C—H活化和C-C偶联. 通过比较相同结构发现, Ce, Zr掺杂调变了氧化铜团簇活性位点的局域电荷, 虽使其对甲烷C—H活化的能力略有下降, 但却显著降低了C-C偶联反应的活化自由能垒, 从而促进了反应的进行. 掺杂原子Zr的助剂作用比Ce要大.     

膦配体对金团簇[Au@Au8(PR3)8]3+(R=Me,OMe,H,F,Cl,CN)稳定化作用的理论研究

采用ab initio HF, MP2方法和密度泛函理论方法, 对具有D2h和D4d构型的膦配体稳定的过渡金属团簇[Au@Au8(PR3)8]3+(R=Me, OMe, H, F, Cl, CN)进行了几何结构、 电子结构及团簇稳定性等方面的研究. 计算表明, 与D2h构型相比, D4d构型更稳定, 两者能量相差约5~10 kJ/mol. SVWN局域泛函能够对团簇的几何结构给予较准确的描述, MP2方法对团簇的结构参数有所低估, 而离域和杂化泛函则过高地估计了团簇的结构参数. 电子结构分析表明, 中心Au原子与外围的Au原子之间通过 d 电子的成键作用构成团簇内核[Au@Au8]3+, [Au@Au8]3+与PR3配体则通过"σ给予/π反馈"模式成键. PR3配体与[Au@Au8]3+的结合能够加强内核-外围Au原子间的成键作用, 缩小外围Au原子在成键上的差异, 增大前线轨道能级间隙, 从而提高团簇的稳定性. PR3配体中R基团供、 吸电子能力的变化对[Au@Au8(PR3)8]3+结构影响较小, 但对[Au@Au8]3+-PR3结合能影响较大. 能量分析显示, 不同PR3配体与[Au@Au8]3+之间具有相近的轨道作用能, 与R基团供、 吸电子能力相关的非轨道作用能成为影响两者连接牢固程度的决定因素.     

Pb_mTe_n(m+n≤6)团簇的结构与稳定性(英文)

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在SDD基组水平上对PbmTen(m+n≤6)团簇的几何结构、平均原子键能、离解能及HOMO-LUMO能隙进行了计算分析.结果表明:纯Pb团簇比纯Te团簇稳定,PbnTe比PbTen(n=2-5)稳定,PbnTe2比Pb2Ten(n=3-4)更加稳定;混合团簇PbmTen的HOMO-LUMO能隙在1.87-3.55eV之间,表明该团簇具有半导体性质;在所有团簇中,PbTe团簇最稳定.     

Au@Gen (n=2-9)团簇的几何结构和电子性质的理论研究

本文选用密度泛函B3LYP方法在Lan L2DZ基组上对Au Gen+(n=2~9)团簇的几何结构和电子性质进行了理论研究,其中包括结构优化、平均键能、HOMO-LUMO能隙和电荷转移等。结果表明,随着锗原子数的不断增加,这些掺杂团簇逐渐形成了三维立体结构,并发现Au Ge7+和Au Ge9+两个掺杂团簇是相对稳定的,而且这些掺杂团簇的电荷转移主要是由金原子到锗原子骨架上。此外,还模拟了这些掺杂团簇的红外光谱,为以后实验研究提供有价值的理论参考。     

Ti_3P_6~+团簇结构的理论研究

利用密度泛函理论中的B3LYP方法，选择LANL2DZ双Zeta基组，并考虑极化函数 ，对Ti_3P_6~+团簇可能存在的几何构型进行了理论计算研究，得到了Ti_3P_6~+具 有C_s对称性的最稳定构型，所得构型很好地说明了激光光解的实验结果。     

(AB)_8(AB=BN, AlP, GaAs, InSb)团簇环状结构与性质的密度泛函理论研究

用杂化密度泛函B3LYP方法研究了(AB)8(AB=BN,AlP,GaAs,InSb)团簇环形结构的平衡几何构型、电子结构、振动特性以及极化率。计算结果表明,(AB)8团簇的双层环状结构中,每个A(B)原子都与3个B(A)原子成键,且Ⅴ族元素的原子比Ⅲ族元素的原子更接近团簇中心,(BN)8、(AlP)8、(GaAs)8、(InSb)8的平均极化率依次增大,IR和Raman谱峰发生红移。另外,讨论了热力学稳定性和动力学稳定性的变化。     

钒、铬团簇的电子亲合能、硬度与原子数的关系

根据静电球形液滴模型理论和离子极化、屏蔽效应对团簇的影响, 推导适合钒、铬团簇电子亲合能、硬度与原子数关系符合的普遍公式: Y=ae2/R+b/R2+c, R=rsN1/3, 从而更方便地预测大尺寸团簇的性质参数, 并发现和分析结构和性质异常的小团簇, 如Vn(n=5, 7, 9, 13)和Crn(n=6, 10, 17)的性质.     

铬/磷二元团簇的形成和光解

用532nm的Nd:YAG激光直接溅射铬/磷粉末混合物样品产生铬/磷团簇,并用串级飞行时间质谱仪研究了二元团簇的组份分布及紫外激光光解规律.实验表明,铬/磷极易形成富磷的二元团簇离子,CrP_m⁺团簇离子系列表现出明显的奇偶振荡效应,且CrP₄⁺,Cr_nP₈⁺(n=1～4),Cr₄P₉⁺,Cr₅P₁₁⁺,Cr₆P₁₂⁺和Cr₈P₁₄⁺等为质谱中丰度较大的离子,不随样品组成的变化而变化,光解时主要以失去中性P₂和P₄的方式进行解离,尝试对其电子结构进行推测.并与铬/硫二元团簇的形成和光解结果作简单对比.