B2Cn+(n=1～9)团簇的结构及其稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP泛函, 在6-311G*水平上对B2Cn+(n=1～9)团簇的几何构型和电子结构进行了优化和振动频率计算. 结果表明, 在B2Cn+(n=1～9)团簇的基态构型中, B2C2+、B2C3+为具有D∞h对称性的线形结构, B2C7+为具有Cs对称性的立体环状结构, 其余均为平面构型; 其成键顺序为C—C成键优于B—C 成键, B—C成键优于B—B成键. 进一步得到了B2Cn+(n=1～9)团簇的总能量(ET)、零点能(EZ)、摩尔热容(Cp)、标准熵(S0)以及原子化能(ΔEn+). 其结果显示, 随着n的递增, ET、EZ、Cp、S0和ΔEn+数值均呈现增大趋势, 其中EZ数值呈现近似等梯度的增加趋势. 通过对B2Cn+(n=1～9)团簇基态结构的垂直电子亲合势的研究发现, n为奇数的B2Cn+团簇比n为偶数的稳定.     

AlmN+(m = 3～9)团簇的结构与稳定性

用密度泛涵理论(DFT)的B3LYP方法在6-31G水平上对AlmN+(m=3~9)团簇的几何构型、电子结构、振动频率等性质进行了理论研究,通过对基态结构的几何参数分析发现,m≥4的结构中AlN键和AlAl键共存。对团簇能量讨论的结果表明,m为偶数的AlmN+团簇比m为奇数的稳定。     

硅-硫团(SiS_2)_n~+(n=4,5)的结构和振动光谱的量子化学研究

用密度泛函（ＤＦＴ） 方法研究了硅硫团簇（ＳｉＳ２） ｎ＋（ ｎ ＝ ４ ,５） 的各种可能几何构型和电子结构,并计算了相应的振动光谱,得到了（ＳｉＳ２）ｎ＋ 的形成规律,即（ＳｉＳ２）ｎ ＋ 以硅、硫交错形成四元环链的形式增长．     

NH4+( (H2O)n(n＝1～9)的量子化学和ABEEM/MM的理论研究

运用量子化学和ABEEM/MM浮动电荷分子力场, 构建描述铵离子-水体系相互作用的精密势能函数, 对 - (H₂O)_n (n＝1～9)簇合物的结构和稳定性等性质进行了研究. 对团簇的结合能和电荷布居分析发现, 当n≤4时, 随着水分子数目的增加, 与水分子间尽可能多地形成线型氢键, 直至水分子在 周围形成完整的第一水合层|当n≥5时, 簇合物以 为中心, 通过氢键网络形成的环状和笼状结构为最稳定. 与第一水合层水分子的相互作用强于水分子之间的相互作用. 结果表明, ABEEM/MM方法的结果与量子化学方法得到的结果有很好的一致性.     

C_nAl_m~+(n=1～12,m=1,2)团簇几何结构特征与稳定性的量子化学研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311++G**水平上对CnAlm+(n=1～12,m=1,2)团簇的几何和电子结构进行了理论计算,讨论了混合团簇的结构与成键特征,以及振动频率与电荷转移.结果表明,CnAl+团簇的基态结构分别为Al原子与Cn链端基配位形成的直线或折线状结构,以及Al原子与Cn环上1个C原子端位相连或打开Cn环与2个C原子相连形成的环状结构;分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值0.138nm.CnAl+2团簇基态结构可以看作是两个较小的Cn/2Al+分子碎片通过端位C原子相互结合形成CcoreAlshell的直线或顺式与反式折线状结构;分子总的平均键长随着n的增大逐渐趋于定值0.141nm.通过对基态结构的能量分析,得到了CnAl+和CnAl+2团簇的稳定性信息.     

Quantum Chemical Study of CnAl2^± （n=1～10） Clusters： Structure and Stability

Geometries, electronic structures and vibrational frequencies of CnAl2± clusters have been investigated by using the B3LYP-DFT method in the range of n = 1～10. At the B3LYP/6-311G level, the ground state structures of CnAl2± clusters are planar or linear with terminal aluminum atom. In these structures, the C–C bonds are alternately changed between double and triple. The changing magnitude of the averaged bond length decreases with the increase of cluster size. The energetic analysis showed that CnAl2± clusters with even n are more stable than those with odd n.     

硅硫二元团簇[(SiS2)nSiS]+(n=1～3)的结构和稳定性的量子化学研究

用密度泛函(DFT)方法(B3LYP/6-31G*)研究了硅硫团簇[(SiS2)nSiS]+(n=1～3)的可能几何构型,得到各稳定构型的电子结构,并计算了相应的振动频率,预测了稳定构型的振动光谱.由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律,并可初步预测团簇的形成机理.     

AlmN和AlmN+(m=2～9)团簇结构与稳定性的量子化学研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G^*水平上对Al_mN和Al_mN⁺(m=2～9)团簇的几何构型、电子结构、振动频率等性质进行了理论研究,给出了以Al_m团簇作为设计Al_mN类结构的母体,考虑在不同位置上结合N原子的结构,可以较快找到Al_mN类团簇基态结构的一种方法.通过对基态结构的离解能和能量二次差分讨论,得到m为奇数的Al_mN团簇比m为偶数的稳定.对基态结构的绝热电离能讨论结果表明,只存在Al-N键的Al2N和Al3N团簇较稳定.     

Sn_mO_n(m=1～3,n=1～2m)系列团簇的结构和电子性质

基于密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似(GGA)系统地研究了Snm On(m=1~3,n=1~2m)团簇的几何结构和电子性质.当m=n时,团簇的基态结构为Sn和O原子彼此相邻的环形结构,当nm时,团簇易于形成链状结构.研究发现:氧化锡团簇的物理和化学特性类似于氧化硅,主要表现为非金属性.对分裂途径、分裂能和能隙(HOMO-LUMO Gap)进行了研究,结果表明类氧化锡(Snm Om)、Sn2O3和Sn3O4团簇具有很好的稳定性,可以作为构建团簇聚合物材料的基本单元.而且,氧化锡团簇的稳定性主要与其组成成分和结构有关,与团簇大小无关.     

小镍团簇Nin(n=2～6)电子结构和拓扑分析

在UBP86/TZVP水平上计算了小镍团簇(Ni<,n>,n=2～6)的稳定基态结构并用自然键轨道(NBO)和分子中的原子量子理论(QTAIM)分析了这些团簇的电子结构.计算结果表明,Ni团簇基态结构具有较高自旋多重度.QTAIM分析表明镍团簇中Ni-Ni键均为金属键.除Ni<,2>团簇中Ni-Ni键为纯粹的σ键外,其...     

从头算和ABEEMσπ/MM对(CH_3OH)_n(n=3～12)和[Na(CH_3OH)_n]~+(n=3～6)体系的研究

采用从头算方法(ab initio)和原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场方法(ABEEMσπ/MM),对甲醇团簇(CH_3OH)n(n=3~12)和[Na(CH_3OH)_n]~+(n=3~6)体系的结构、电荷分布和结合能进行研究.依据从头算结果构建上述体系的ABEEMσπ/MM浮动电荷势能函数,并确定相关参数.结果表明,ABEEMσπ/MM所获得的结构和结合能等均优于OPLS/AA力场,并与从头算结果相符,其中键长的平均绝对偏差(AAD)小于0.004 nm,键长、键角和结合能的相对均方根偏差(RRMSD)分别小于3.8%,1.7%和6.8%;电荷分布与从头算结果的线性相关系数均大于0.99.     

硅-硫团簇(SiS2)+n(n=1-3)的结构和振动光谱的量子化学研究

用密度泛函（ＤＦＴ）方法研究了硅硫团簇（ＳiＳ２）n＋（n＝１－３）的各种可能的几 何构型和电子结构,并计算了相应的振动光谱,得到（ＳiＳ２）n＋的生长规律,由此预测了（ＳiＳ２）n＋团簇的形成机理。     

硅硫团簇[(SiS~2)~nS]^+(n=1～4)的结构及振动光谱的 量子化学研究

用密度泛函(DFT)方法(B3LYP/6-31G*)研究了硅硫团簇[(SiS~2)~nS]^+(n=1～4)的可能几何构型,得到各稳定构型的电子结构,并计算了相应的振动频率,预测了稳定构型的振动光谱。由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律,并可初步预测团簇的形成机理。     

Structure and Stability of TiB_n （n=1—12） Clusters： An ab initio Investigation

基于密度泛函理论中的BPBE方法和从头算的CCSD（T）方法,充分考虑自旋多重度,优化并得到了TiBn（n=1～12）团簇的稳定构型.二次差分能量分析表明n=2,8,10的团簇为幻数团簇.值得注意的是,电子相关效应对TiBn团簇的相对能量有重要影响.密度泛函理论方法得到n=3,7,10团簇为幻数团簇.对垂直电离势、垂直电子亲合势和化学硬度的分析表明,除TiB8外,n为偶数的团簇有较小的电子亲合势和较大的电离势,从反应性上来说,更稳定一些.     

硅-硫二元团簇[(SiS2)nS]-(n=1～4)的结构和稳定性的量子化学研究

用密度泛函（DFT）方法（B3LYP／6－31＋G^*)研究了硅硫团簇[(SiS2)nS]^-(n=1-4)的可能几何构型,得到各稳定构型的电子结构,并 相应的振动频率,预测了稳定构型的振动光谱,由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律,并可初步预测团簇的形成机理。     

InnNa和InnNa+(n=2-8)的团簇结构和电子性质

在密度泛函理论B3LYP水平上, 对InnNa和InnNa+(n=2-8)团簇进行了结构优化和振动频率计算. 计算结果表明, InnNa(n=2、3、4、6)最稳定结构中的对称性分别为C2v、C3v、C4v和C2v, 而InnNa(n=5、7、8)的最稳定结构的对称性为C1点群. 从InnNa(n=4-8)的最稳定结构可以看出, Na原子均位于四个In原子形成的四边形面上. 对于InnNa+(n=2-8), 除了In2Na+、In4Na+和In7Na+, 其它结构都与其中性结构相似. 进一步计算InnNa(n=2-8)团簇的平均结合能、能量的二阶差分以及绝热电离能表明, InnNa(n=2-8)团簇能量的二阶差分呈现奇偶交替特征, In4Na和In6Na较其它团簇更为稳定, 而且理论计算得到的绝热电离能和实验结果吻合得很好.     

Theoretical Study of Geometric Structures for Ground-state Al_nC（n=2-7） Clusters

With the aid of the molecular orbital DMol3 program,the energetics and electronic structures of several AlnC(n = 2-7) configurations have been searched and calculated by improved minimum energy paths(MEPs) by setting "imaging product".A new high symmetry,supervalence isomer of Al5C cluster,i.e.,D5h-Al5C,at the local minimum in the MEPs is detected.Several parameters,such as binding energy,HOMO-LUMO energy gap,vertical electron detachment energy and electron affinity energy,are calculated to characterize and evaluate the stability of three Al5C configurations,i.e.,D5h-Al5C,Cs-Al5C and C1-Al5C.The results show that the D5h-Al5C cluster is the ground state structure instead of Cs-Al5C.Due to the formation of many central σ bonds after polymerizing for D5h-Al5C,the decrease of the energy for HOMO orbit results in more territory for HOMO electrons of dislocation effect,then the energy difference between HOMO and LUMO is increasing to enhance the stability of molecules to produce such supervalence structure of Al5C cluster.The configuration evolution between D5h-Al5C,Cs-Al5C and C1-Al5C and the synthesis preference in the mode of Al5 + C → Al5C reveals that the Cs-Al5C and C1-Al5C con-figurations are permissive to coexist with D5h-Al5C structure in energetics.     

银硫二元团簇[Ag·(Ag2S)n] +(n=1,2)的从头算研究

用ａｂｉｎｉｔｉｏ分子轨道限制和密度泛函方法对团簇「Ａｇ．（Ａｇ２Ｓ）ｎ」＾＋（ｎ＝１,２）的各种可能的几何构型分别进行了全优化,得到其稳定的几何构型和电子结构,并对这两种团簇可为硫敏化中主自由电子深陷阱的存在形式作出合理解释。     

大气环境中的水分子团簇分布和H+(H2O)n(n=4～16)离子的解离

报道了用质谱学方法首次测得的大气中各种水的团簇分布情况.表明在室内大气环境下,水主要是以几个至几十个水分子所组成的分子团簇的形式存在,且团簇的分布与空气湿度,即水在空气中的分压有关.实验中,除观测到空气中也存在前人已报道过的具有笼状结构的H+(H2O)21外,还观测到其他几种较稳定结构的水的团簇,即H+(H2O)4,H+(H2O)10和H+(H2O)15.实验中所测得的水分子团簇分布结果与使用的离子源以及质量分析器种类无关.我们还用碰撞诱导解离(CID)的方法研究了H+(H2O)n(n=4～16)离子的碰撞解离产物,结果表明,对于H+(H2O)n(n=4～16)的离子,其较稳定的离子的碰撞解离产物均为H+(H2O)n(n=4～6).我们还进一步研究了H+(H2O)10离子的碰撞解离产物与碰撞气体(即Ar气)密度的关系,得到了碰撞气体密度与碰撞解离产物分布的关系.     

(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)簇结构及其热力学性质

用HF自洽场理论和密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6 31G水平上研究了低聚物(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)簇的几何构型、电子结构和聚合反应热力学性质,比较了两个系列化合物中化学键的强度.结果表明,Cl2AlNH2和H2AlNH2分子为C2 (EC)平面型结构,其中Al－N为由一个σ键和一个键组成的双键.(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n(n=1～5)分子为Dnh对称,Al－N是典型的σ单键 .低聚物(Cl2AlNH2)n和(H2AlNH2)n的稳定性顺序分别为: 3 > 2 > 4> 5 > 1和8 > 7 > 9 > 11 > 6.