TiP2^+,TiP4^+,Ti2P4^+二元团簇的理论研究

利用含有电子相关效应校正的密度泛函理论DFT中的B3LYP方法,选择LANL2DZ双ξ基组,并考虑极化函数,对TiP2^+,TiP4^+,Ti2P4^+二元团簇各种可能存在的几何构型及电子结构进行了密度泛函理论研究,得到了TimPn^+二元团族的最稳定构型,其中TiP2^+的最稳定构型为C2v对称性的三角形,TiP4^+的最稳定构型亦具有C2v对称性,Ti2P4^+的最稳定构型为具有D2d对称性的共边双四面体,所得构型很好地说明了激光光解的实验结果。     

正、负和中性TiP10团簇结构与电子性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法研究了正、负和中性TiP10团簇的几何构型和电子结构. 计算结果表明, 中性TiP10团簇的基态构型为金属夹心结构, 正、负离子团簇同样具有该基态稳定结构. 通过对基态稳定结构的分子轨道分析表明, δ键对形成夹心结构起到重要作用. 理论计算得到的中性TiP10团簇的垂直和绝热电离能分别为7.84和7.68 eV, 垂直和绝热电子亲和势分别为3.18和3.35 eV.     

Al8P8团簇环状结构与性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法, 在6-31G*水平上对Al8P8团簇的环状结构进行了几何结构优化, 并在同一水平上计算了Al8P8团簇的电子结构、振动特性及极化率和超极化率. 用自然键轨道(NBO)方法分析了成键性质, Al8P8团簇中离子键和共价键共存, 而且在不同轨道中原子间成键有不同的杂化方式. 计算结果表明: 优化后的Al8P8团簇为双层环状结构; 价电子态密度显示其电子结构具有半导体的性质; 最强的IR和Raman谱峰分别位于530.65 cm-1和366. 54 cm-1处.     

硅氧团簇(SiO2)nO2H4的密度泛函理论研究

提出硅氧团簇(SiO2)nO2H4的两种新构型: 基于笼状结构和环状结构的构型, 并与链状构型相比较, 用密度泛函理论的B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上计算了三种构型n=2～22(n取偶数)的几何结构、平均结合能、能隙以及能量的二次差分. 分析计算结果发现, 笼状构型不但在n=4和8处存在幻数团簇(实验上已经观察到), 而且预测在n=14处也存在类似的幻数团簇; 此外, 与(SiO2)n团簇不同的是, (SiO2)nO2H4团簇的环状构型的稳定性从n=4开始大于链状构型, 意味着水的加成对硅氧团簇的稳定性有着重要的影响.     

Au_n团簇催化水煤气变换反应机理的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)研究了Au10、Au13和Au20三类团簇的稳定性和对水煤气变换(WGSR)反应的催化活性,考察了各物质在Aun团簇上的吸附行为和微观反应机理。结果表明,三类Aun团簇的稳定性顺序为Au10Au13Au20,而Aun团簇中电子离域性及吸附能力大小趋势为Au13Au10Au20。在三类Aun团簇上,水煤气变换反应的控速步骤均为H2O的解离,但其反应机理路径有所不同。Au10团簇上为羧基机理,COOH*中间体直接解离;Au13团簇上为氧化还原机理,两个OH*发生歧化反应;Au20团簇上为羧基机理,COOH*和OH*发生歧化反应。通过对三类团簇上的最佳反应路径进行比较发现,Au13团簇在低温下具有较好的催化活性。     

CnP-4(n=1～7)团簇结构与能量的密度泛函研究

摘要使用分子图形软件设计出多种CnP4^-(n=1-7)的结构模型,并进行B3LYP密度泛函几何构型优化和振动频率计算．最稳定的CP4^-和C2P3^-都是平面环状结构．最稳定的CnP4^-(n=3,5,7)结构在直碳链的一端连接1个磷原子且另一端是P3C的四元环的平面结构．最稳定的CnP4^-(n=4,6)结构在直碳链的一端连接1个磷原子且另一端是P3的三元环的锄状结构．直碳链可与平面环的磷原子生成大π键．大多数构型是由C2,C3,C4子结构以环状或链状方式组成的．碳原子与磷原子以交替方式排列的结构数量少、能量高．     

(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。     

铬-磷二元团簇(CrP+4, CrP+8)的量子化学研究

在相应的实验基础上，利用量子化学方法（DFT／B3LYP）对CrP4^ 和CrP8^ 的各种可能构型进行理论计算，预测了各团簇的稳定构型，所得结果能较好地说明有关团簇的光解实验结果。     

Cu_nNi(n=2-13)团簇基态结构和电子特性的密度泛函研究

基于第一性原理,利用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)对团簇Cun-1Ni和Cun(n=3-14)进行了结构优化和能量计算,结果表明,单质Cu团簇不是以密实结构而是以类平面结构生长,但Ni的掺杂使得Cu团簇结构以二十面体为基础生长并且增加了团簇的稳定性;团簇结合能的二阶差分计算表明Cu3Ni,Cu7Ni和Cu9Ni结构最为稳定;在团簇的最稳定结构中Ni原子趋于占据团簇的中心位置和更多的Cu原子形成化学键;位于表面的Cu原子成为Mülliken电荷的接受体而带负电性,这也可能是Ni掺杂Cu合金耐腐蚀性增强的原因之一;Ni的掺杂使原来没有磁性的铜团簇显示了磁性且总自旋磁矩表现明显的奇偶振荡,为1或2μB,与团簇的尺寸无关.     

锰/磷、钛/磷二元团簇的激光溅射产生与光解

利用激光溅射法直接产生了锰/磷、钛/磷二元团簇正、负离子MxPy±(M=Mn、Ti),并用串级飞行时间质谱仪研究了团簇离子的组成与激光光解规律.实验表明钛与磷间成簇的能力强于锰与磷间成簇的能力,且MPy+(M=Ti、Mn)团簇离子系列表现出峰强度随所含磷原子数目的奇偶性变化,这可能与P4结构的特殊稳定性有关.激光光解实验表明,失去中性P2、P4的通道为主要光解通道.随着团簇离子的生长,锰/磷团簇正离子逐渐由富磷簇向富金属簇过渡,钛/磷则趋向于形成钛原子数目与磷原子数目接近相等的团簇正离子,而二者与磷形成的团簇负离子MxPy-(M=Mn、Ti)逐渐趋向于x≈y,随样品中磷含量增加,锰/磷易形成富磷簇,钛/磷的组成趋向不改变.     

铅硫二元团簇Pb5S+4的理论研究

用密度泛函方法对铅硫二元团簇Ｐb５Ｓ４＋的结构和性能进行了理论研究。结果表明,具 有Ｃ,对称性的笼状结构的异构体最稳定。根据计算所推测的该团簇的性质与实验结果下一致。     

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。     

碳/磷二元团簇的激光溅射产生、光解及结构研究

在串级飞行时间质谱仪上用５３２ｎｍ激光溅射碳／磷混合样品,所得团簇分为两类：碳／磷二元团簇离子和纯碳团簇离子的相对强度随样品中磷含量的增加而变强,说明磷对纯碳团簇离子的形成具有重要作用,而在所形成的碳／磷二元团簇中,正离子主要有ＣｎＰ＾＋２（０〈ｎ〈３０）,ＣｎＰ＾＋３（０〈ｎ〈２２）两类,而负离子则较多,有ＣｎＰ＾－（０〈ｎ〈２０）,ＣｎＰ＾－２（０〈ｎ〈３０）,ＣｎＰ＾－３（ｎ为２－３０间的偶     

磷原子团簇同分异构体的理论研究I:P5+、P5-和P5的预测

由激光产生的磷原子团簇正离子的质谱图中呈现很强的 P5 和 P5- 谱峰。使用分子图形学方法设计出 9种可能的同分异构体 ,对其中性及正负离子分子进行了分子力学、PM3半经验量子化学和 ADF密度泛函优化。在磷原子团簇模型中 ,磷原子采用 2、3或 4配位方式成键。从各异构体成键能量的比较可得知 ,最稳定的 P5 构型是四方锥的结构 ,最稳定的 P5-构型是平面五边形的结构 ,而最稳定的 P5构型是在最稳定的 P4的增加一个 2配位原子所生成的结构     

Theoretical studies on the structure and aromaticity of Ti2P6+

Cationic cluster Ti2P6+ has been studied within density functional theory. The structure of this cluster is predicted to be a slightly distorted tetragonal prism. The dissociation energy of this cationic cluster is higher than that of the known sandwich compound, [(P5)2Ti]2-, because of the different bonding in these two compounds. In Ti2P6+, the hybridization of P atoms of the ring is sp3. The bonding between the metal atoms and the P ring is mainly sigma-pi. While in [(P5)2Ti]2-, the P atoms take sp2 hybridization, the bonding between the metal atom and the rings is the typical pi-pi interaction. The electronic delocalization is another stabilizing factor for Ti2P6+. The nuclear independent chemical shift indicates that Ti2P6+ is a three-dimensional aromatic molecule. The predicted infrared and NMR help to identify the Ti2P6+ conformations in experiment.     

原子团簇P6同分异构体的可能性

使用分子图形学方法设计出 2 3种可能的同分异构体 ,并对其进行了分子力学、PM3半经验量子化学和 ADF密度泛函优化。在 P6原子团簇模型设计中 ,磷原子采用一、二、三或四配位。从各异构体的比较可得知 ,由正四面体 P4派生出的结构在能量方面具有优势。椅式结构、船式结构和平面结构的能量依次增大