Mg_2Si_n(n=1～9)团簇结构、稳定性与光谱性质的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G(d)基组的水平上对Mg2Sin(n=1~9)团簇的多种可能几何构型进行了结构优化,获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构,随后对最低能量构型的稳定性、红外光谱与拉曼光谱性质进行了理论研究。结果发现:当n≥3时,Mg2Sin团簇的基态构型均为立体结构;Mg原子的掺入提高了体系的化学活性;Mg2Si4与Mg2Si6是幻数结构;在相同的观察频段内,Mg2Si4团簇的红外光谱只有一个强振动峰,拉曼光谱强振动峰的个数较多且位于高频段内,其拉曼活性较强,与之相反,Mg2Si6团簇的红外光谱强振动峰个数较多,而拉曼光谱强振动峰则只有一个,表明其红外活性较强。     

AlB+n(n=2~10) 团簇结构和红外振动光谱研究

用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311G(d)水平上对AlB+n（n=2~10）团簇几何结构、稳定性、电子结构和成键特性进行了系统理论研究,得到了AlB+n（n=2~10）团簇的最稳定结构.结果表明,硼原子间容易聚集,铝原子处于整个硼原子集团的外围.与相应中性AlBn团簇相比,Al-B键作用变弱,使正价团簇（n=6和10除外）结构变化较大|对AlB+n（n=2~10）和相应中性团簇能隙的计算分析表明,AlB+n 团簇的稳定性有所增强,其中AlB+3、AlB+5和AlB+8团簇尤为显著|通过对最稳定构型红外振动光谱的研究分析表明,硼原子间对称或非对称振动、铝原子不动的振动模式更容易出现较强谱峰,即硼原子间更容易成键.     

AlB+n(n=2～10)团簇结构和红外振动光谱研究

用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311G(d)水平上对AlB+n(n=2～10)团簇几何结构、稳定性、电子结构和成键特性进行了系统理论研究,得到了AlB+n(n=2～10)团簇的最稳定结构.结果表明,硼原子间容易聚集,铝原子处于整个硼原子集团的外围.与相应中性AlBn团簇相比,Al-B键作用变弱,使正价团簇(n=6...     

中等尺寸硫化锌团簇结构和稳定性

通过第一性原理方法研究中等尺寸硫化锌团簇(ZnS)_n(n=24,28,36,和48)的结构和稳定性.团簇初始结构主要通过手工搭建和从体材料中切割得来.研究表明:对于中等尺寸的团簇,空心的笼状和管状结构能量最低;随着团簇尺寸的增大,洋葱结构能量越来越低.此外,对中等尺寸硫化锌团簇,纤锌矿结构比闪锌矿结构更稳定.说明在小尺寸下,纤锌矿硫化锌结构更稳定.     

Cr掺杂ZnSe团簇稳定性和磁性质

本文采用密度泛函理论研究了Cr原子单掺杂和双掺杂(ZnSe)_(12)团簇的结构、电子性质和磁性质.考虑了三种掺杂方式:替代掺杂,外掺杂和内掺杂.单掺杂时,外掺杂团簇是最稳定结构,而对于双掺杂,内掺杂团簇是最稳定结构.团簇磁矩主要来自Cr-3d态的贡献,4s和4p态也贡献了一小部分磁矩.由于轨道杂化,相邻的Zn和Se原子上也产生少量自旋.结果显示Cr原子间的磁性耦合是短程相互作用.     

从头计算对GanNm团簇的结构与稳定性的研究

用B3LYP-DFT方法对GanN2(n=1~7)和GanN(n=2~8)团簇的结构与稳定性进行了研究.在6-31G*水平上进行了结构优化和频率分析,得到了GanN2(n=1~7)和GanN(n=2~8)团簇的基态结构.在GanN(n=2~8)团簇的基态几何结构中,N原子处在分子结构的中心;在GanN2(n=1~3)团簇中,N—N键比Ga—N键强;在GanN2(n=4~7)团簇中存在Ga3N单元和Ga4N单元.在GanN2(n=1~7)和GanN(n=2~8)团簇中,Ga4N2,Ga6P2,Ga3N,Ga5N和Ga7N较其它团簇稳定.     

钒掺杂硫化锌团簇稳定性和磁性质研究

本文采用密度泛函理论研究了V原子单掺杂和双掺杂(ZnS)12团簇的几何结构和能量稳定性。我们考虑了三种掺杂方式：替代掺杂,外掺杂和内掺杂。单掺杂时,替代掺杂团簇是最稳定结构,而对于双掺杂,外掺杂团簇是最稳定结构。团簇磁矩主要来自V-3d态的贡献,4s和4p态也贡献了一小部分磁矩。由于轨道杂化,相邻的Zn和S原子上也产生少量自旋。结果显示V原子间的磁性耦合是短程相互作用。相邻V原子之间的磁性耦合由直接的V-V反铁磁耦合和两个V和S原子之间通过p-d杂化产生的铁磁耦合这两中相互作用的竞争来决定。     

Si2CmN团簇的结构及稳定性的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-311G*方法,对Si2CmN(m=2-10)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=2-10的团簇为线性结构,随着m的增大,团簇的自旋多重度均为2,Si原子在C与N原子形成的线性链端部成键,团簇的基态能量近似线性增大。m为偶数的Si2CmN团簇比m为奇数的更为稳定。     

AgGen (n= 1-17)团簇：几何结构，稳定性和电子性质

利用密度泛函理论的B3LYP/LanL2DZ方法,对AgGen (n= 1-17)团簇进行了系统的研究,较小的AgGen (n=1-11)和相对较大的AgGen(n=12-17)团簇出现了不同的生长方式．从n=12开始,形成了银原子被锗原子完全包围的笼状结构．根据AgGen团簇的分裂能和二阶能量差分,预测了AgGen (n= 1-17)团簇的幻数为n=5、10、12 和 15．Mulliken 电荷布局分析显示电荷转移的方向和团簇的大小与掺杂的金属种类有关．通过分析振动光谱,研究了团簇的动态稳定性,在实验中明显的红外谱和拉曼谱能被用来区别团簇结构．     

钒掺杂硫化锌团簇稳定性和磁性质研究

本文采用密度泛函理论研究了V原子单掺杂和双掺杂(ZnS)12团簇的几何结构和能量稳定性.我们考虑了三种掺杂方式:替代掺杂,外掺杂和内掺杂.单掺杂时,替代掺杂团簇是最稳定结构,而对于双掺杂,外掺杂团簇是最稳定结构.团簇磁矩主要来自V-3d态的贡献,4s和4p态也贡献了一小部分磁矩.由于轨道杂化,相邻的Zn和S原子上也产生少量自旋.结果显示V原子间的磁性耦合是短程相互作用.相邻V原子之间的磁性耦合由直接的V-V反铁磁耦合和两个V和S原子之间通过p-d杂化产生的铁磁耦合这两中相互作用的竞争来决定.     

AgGe_n(n=1～17)团簇:几何结构,稳定性和电子性质

利用密度泛函理论的B3LYP/LanL2DZ方法,对AgGe_n(n=1～17)团簇进行了系统的研究,较小的AgGe_m(n=1～11)和相对较大的AgGe_n(n=12～17)团簇出现了不同的生长方式.从n=12开始,形成了银原子被锗原子完全包围的笼状结构.根据AgGe_n团簇的分裂能和二阶能量差分,预测了AgGe_n(n=1～17)团簇的幻数为n=5、10、12和15.Mulliken电荷布局分析显示电荷转移的方向和团簇的大小与掺杂的金属种类有关.通过分析振动光谱,研究了团簇的动态稳定性,在实验中明显的红外谱和拉曼谱能被用来区别团簇结构.     

氨团簇(NH_3)_n(n=2~8)红外振动光谱的密度泛函理论研究

在密度泛函理论的基础上,利用B3LYP/6-31G(d)的方法计算得到了氨团簇(NH3)n(n=2~8)的最稳定构型,并对它们的红外振动光谱进行了理论计算和研究.结果表明氨团簇(NH3)n(n=2~8)的红外振动光谱按团簇分子的振动类型分主要分布在Ⅰ(0~1000 cm-1)、Ⅱ(1000~1500 cm-1)、Ⅲ(1500~3000cm-1)和Ⅳ(3000~4000 cm-1)四个区域;除n=2外,最强峰都出现在Ⅳ区域,并且随着团簇尺寸的增大,最强峰的强度有所增加,位置也出现明显的红移.     

中性和阳离子丁酮团簇的结构及稳定性的理论研究

使用密度泛函B3LYP方法,在6-31G*和6-311+G**基组水平上计算中性和阳离子丁酮团簇(CH_3COC_2H_5)_n和(CH_3COC_2H_5)_n~+(n 7)的稳定结构,并比较不同尺寸团簇之间的相对稳定性.中性和阳离子丁酮团簇的结构具有相似性:n=3—7时,组成团簇的丁酮的平均几何参数基本相同,单环结构最稳定;随着团簇尺寸的增加,双环结构的稳定性逐渐上升.通过平均结合能、一阶差分能、HOMO-LUMO能隙等计算分析可知:在所研究的各种尺寸团簇中,(CH_3COC_2H_5)_3是最稳定的中性团簇,与实验中的最强峰对应;(CH_3COC_2H_5)_4~+是最稳定的阳离子团簇.通过电离能计算得到丁酮分子的垂直电离能为9.535 eV与实验值相符,同时证明中性和阳离子丁酮二元团簇的结构变化较大.研究结果为实验中丁酮团簇碎片离子的形成机理提供一定的理论依据,并且为进一步研究酮类分子团簇的生长规律提供有价值的信息.     

铝氢化物(AlHn)(n=1-6)团簇结构与光谱的研究

采用密度泛函(DFT)中的B3P86方法，在Dunning的相关一致基组cc-PVTZ水平上，对铝氢化物(AlHn)(n=1-6)团簇的可能几何构型进行优化计算，得出最稳定构型的几何参数、电子结构、振动频率和光谱等性质参数，并给出了最稳定结构的总能量(ET)、结合能(EBT)、平均结合能(Eav)、电离势(EIP)、能隙(Eg)、费米能级(EF)和氢原子差分吸附能(Ediff)等．结果表明铝氢化物团簇基态稳定结构的电子态分别为：n为奇数为单重态 和 ，n为偶数为双重态 和 ；由于Al原子属于缺电子原子，能与等电子原子H化合，通过氢桥键形成氢化物，本文优化计算发现，铝氢化物团簇最稳定的构型都存在氢桥键，且n为奇数的氢化物的氢桥键作用比相邻偶数的氢化物强．最后计算了铝氢化物团簇最稳定结构的红外光谱、平均结合能、电离势、能隙和费米能级等动力学电子特性，分析得出(AlHn)(n=1-6)团簇中AlH3的电离势和能隙最大，说明该氢化物最稳定，氢原子差分吸附能最大．     

铝氢化物(AlHn)(n=1-6)团簇结构与光谱的研究

采用密度泛函(DFT)中的B3P86方法,在Dunning的相关一致基组cc-PVTZ水平上,对铝氢化物(AlHn)(n=1-6)团簇的可能几何构型进行优化计算,得出最稳定构型的几何参数、电子结构、振动频率和光谱等性质参数,并给出了最稳定结构的总能量(ET)、结合能(EBT)、平均结合能(Eav)、电离势(EIP)、能隙(Eg)、费米能级(EF)和氢原子差分吸附能(Ediff)等．结果表明铝氢化物团簇基态稳定结构的电子态分别为：n为奇数为单重态 和 ,n为偶数为双重态 和 ;由于Al原子属于缺电子原子,能与等电子原子H化合,通过氢桥键形成氢化物,本文优化计算发现,铝氢化物团簇最稳定的构型都存在氢桥键,且n为奇数的氢化物的氢桥键作用比相邻偶数的氢化物强．最后计算了铝氢化物团簇最稳定结构的红外光谱、平均结合能、电离势、能隙和费米能级等动力学电子特性,分析得出(AlHn)(n=1-6)团簇中AlH3的电离势和能隙最大,说明该氢化物最稳定,氢原子差分吸附能最大．     

WmCn(m+n≤7)团簇的几何结构与稳定性

利用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法在LANL2DZ基组水平上对W_mC_n(m+n≤7)团簇进行几何构型全优化,得出它们的基态结构,并计算基态结构的平均结合能、二阶能量差分、能隙及键级.结果表明:随着W原子个数的增加,团簇的结构由线性转变为平面,再转变为立体结构,其中自旋多重度未超过5;C原子的掺杂增强团簇的稳定性;分析团簇Wiberg键级可知,团簇中W-C键级明显大于W-W和C-C键级,表明W_mC_n(m+n≤7)团簇最容易形成W-C键.     

WmCn(m+n≤7团簇电子结构与光谱性质

采用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上优化得到了Wm Cn(m+n≤7)团簇基态结构,并对其振动光谱、自然键轨道(NBO)进行了系统的研究.结果表明:在W原子和C原子作用的过程中,W原子的6s轨道上的电荷转移到了C原子2p轨道,产生了轨道杂化现象,形成了较强的W-C化学键;振动光谱分析显示振动频率主要分布在55.99cm-1至2061.41cm-1处,最强峰对应的的振动模式大部分都为C原子或W原子的伸缩振动.     

Sc_(13)团簇的稳定性和磁性研究

使用梯度修正的密度泛函理论,对Sc_(13)团簇的稳定性和磁性进行了广泛的研究.与邻近钪团簇,或者与其它13-原子3d过渡金属团簇相比,Sc_(13)团簇的基态结构二十面体具有最高对称性,结构和磁性均表现出高的稳定性.由于二十面体的高对称性,Sc_(13)团簇的对称性分子轨道为晶体场分裂壳层9A_g(1),10T_(1u)(3),8H_g(5),10A_g(1),6T_(2u)(3),11T_(1u)(3),3G_g(4),3G_u(4),and 9H_g(5).20个价电子以类似于凝胶模型的1S~21P~61D~(10)2S~2壳层填充前四组壳层,其余19个价电子依据洪德法则填充后五组壳层,从而产生了19.0μB的磁矩.5个半填充的晶体场分裂壳层与离域价电子填充的1S~21P~61D~(10)2S~2类壳层导致了稳定的高磁矩Sc_(13)团簇.     

ZnSe小团簇结构稳定性和电子性质研究

文章研究了小尺寸的(ZnSe)n团簇(n=2-16)的结构和电子性质.通过手工搭建得到团簇结构,用DMol软件包进行结构优化和能量计算,最后分析计算结果 .研究结果表明,对于n=2-4,平面环状结构的能量最低;对于n=5,非平面环状结构的能量最低;对于n=6-12,空心笼状结构的能量最低;对于n=13,核-壳笼状结构的能量最低;对于n=14-16,依旧是空心笼状结构的能量最低.通过分析(ZnSe)_n团簇(n=2-16)的电子性质,我们可以得到,(ZnSe)_9团簇、(ZnSe)_(12)团簇具有很好的稳定性.     

GanN-m阴离子团簇的结构及稳定性的研究

利用密度泛函理论(DFT)对GanN-(n=2-8)和GanN2-(n=1-7)阴离子团簇的结构及稳定性进行了研究.在B3LYP/6-31G*水平上进行了结构优化和频率分析,得到了GanN-(n=2-8)和GanN2-(n=1-7)阴离子团簇的基态结构.在这些团簇中,原子总数小于等于6的团簇的几何结构为平面结构,原子总数大于6的团簇的几何结构为立体结构;在所研究的团簇中,Ga4N-,Ga6N-,Ga4N-2和Ga5N-2的基态结构较稳定.