碳原子簇的结构与质谱的关联（Ⅱ）

根据出现在质谱中的各种大小的碳原子簇的相对丰度,分析了由激光产生的碳原子簇离子的统计分布,研究了这些统计分布与碳原子簇结构的关联。研究结果表明：相同构型的原子簇的相对丰度可以由同一条对数正态分布曲线来描述,由此能够获得碳原子簇构型的变化情况。质谱中分布曲线的数目对应于具有不同构型或不同结构稳定性的原子簇的数目。如果某些簇离子的谱峰明显地高出分布曲线,它们的结构应特别稳定,其成簇原子数就是所谓的“奇幻数”（ｍａｇｉｃｎｕｍｂｅｒ）,例如在石墨质谱中的Ｃ＿（６０）就属于这种情况。原子簇的统计分布还与它们的生成过程有关,由此可能揭示出原子簇的产生机理。     

碳原子簇的结构与质谱关联

在自制的仪器上以脉冲激光蒸发和电离单质碳样品,可以产生各种大小的碳原子簇正负离子。这些原子簇的飞行时间质谱可以直接与Hückel规则、Euler定理等相关联。而由此分析得出,随着碳原子簇的增大,它们所经历的各种基本几何构型的转化。     

CnD-m簇离子的结构特性和形成动力学研究

对较小碳原子簇负离子Ｃ－ｎ结构的研究是从直链向单环乃至双环构型发展的．氢原子在碳原子簇中起着电子给予体的作用［１,２］．但以往的研究未发现碳原子数的奇偶性和氢原子数目对簇离子构型的影响．我们以激光溅射氘代蒽样品,产生了丰富的碳／氢团簇负离子ＣｎＤ－ｍ...     

C_πB~-的激光等离子体产生与质谱分析

随着“足球烃”C_(60)及其他“球碳烃”的发现,以及对它们奇妙的结构与化学行为的不断揭示,碳原子簇的产生与研究已成为当前化学界的一个热门课题.Smalley等最近又将C_(60)中的一个碳原子以硼原子取代,成为Lewis酸,使这方面的研究更加深入。近二年来,我们在自制的装置上对碳原子簇的结构作了较为充分的研究后,又以独特的方式产生了链状构型的C_nB~-,记录了它们的负离子质谱。     

激光产生的碳原子簇负离子及其质谱研究(II)

近年来,尽管碳原子簇的合成与研究已成为非常热门的课题,但是对其负离子的研究却相对冷落了一些.两年多前,我们以激光在高真空中直接轰击单质碳样品的方式,产生了n≤441的C_n~-并通过对其质谱的分析确定了它们从链状至环状构型的转化.最近,我们又以同样方式产生了成簇原子数高于100的碳原子簇负离子,记录了它们的飞行时间质谱. 本实验选用的样品是光谱纯的碳粉,直接压入样品托座中的小坑.仪器的构造已有另文详细介绍,实验时仪器的主要工作参数与参考文献[1] 中描述的基本相同,只是激光束     

含IIIA或VA族杂原子的碳原子簇负离子的研究

在自制的仪器上，以脉冲激光束在高真空中溅射适当的样品，产生了一系列合有1个VA族原子（N、P、As）或ⅢA族原子（B、Al）及13个以下碳原子的原子簇负离子。在实验记录的飞行时间质谱中，这些簇离子的信号强度均因其碳原子数的奇偶而发生交替变化．对实验结果的分析研究显示：这些簇离子均为直链构型．VA或ⅢA族原子位于链的一端，所有成簇原子的价键均得到满足．     

激光产生的碳原子簇负离子及其质谱研究

自80年代中叶以来,Bloomfield等人以脉冲激光结合超声分子束的方式产生碳原子簇,尤其在Smalley等发现被认为具有足球形超稳定结构的C_(60)以来,碳原子簇的激光产生与研究已经吸引了越来越多的化学家的兴趣.然而迄今为止,研究的手段仍以质谱为主,而且多     

C_nX~-(X=B、N、H)的激光产生与结构探讨

在自制的仪器上,以脉冲激光束分别作用于浸透硼砂或氰化钾溶液的石墨和含有B、N等杂原子的稠环芳烃衍生物,产生了一系列链状构型的C_nX~-(X=B、N、H)。从实验记录的飞行时间质谱发现,随着这些簇离子中杂原子X的不同,其碳原子数或者均为偶数,或者均为奇数。通过对链状碳原子簇分子轨道级和电子数的分析,这一有趣的奇偶交替规律得到了满意的解释。     

硅与碳、磷、硫、氧的二元簇离子的激光产生

通过在自制仪器上发生的激光等离子体反应, 产生了硅与碳、磷、硫、氧等非金属元素形成的二元原子簇离子, 记录了它们的飞行时间质谱。根据对这些簇离子的组分的分析, 认为在硅碳簇离子中碳原子形成直链, 硅原子位于链端; 硅硫簇离子中的硅原子向一维伸展, 通过硫原子桥连一起; 硅磷簇离子则主要来取多面体的构型。所有成簇硅原子的价电子在各簇离子中都充分参于成键。     

固体碳的一种新形态——富勒烯

一富勒烯(Fullerene)的发现人类对碳元素的研究和应用亘古至今,源远流长。人们熟知碳有两种同素异形体——石墨和金刚石。直到80年代中期,发现了富勒烯碳原子簇,尤其是近年来,对富勒烯的结构、性质深入广泛地研究,确认碳元素还存在着第三种晶体形态,已是顺理成章了。碳原子簇的研究始于天体物理学家对宇宙尘埃形成的兴趣,为了模拟星际空间及恒星附近碳原子簇的形成过程,早在1942年O Hahn等用质谱法证实了原子簇C_n(n<15)的存在。1984年Rohlfing等用质谱仪研究在超声氦气流中以激光蒸发石墨所得产物时,发现碳可以形成n<200的C_n原子簇。当n>40时,簇中碳原子教仅为偶数,并且还发现C_(60)的质谱峰明显高     

碳氮二元簇离子的激光产生与碰撞诱导解离研究

以脉冲激光束在高真空中溅射铁氰化钾,产生了各种组成的碳氮原子簇负离子,记录了它们的飞行时间质谱。根据这些簇离子的碰撞诱导解离研究结果,推测了它们的结构,发现它们大都具有超共轭的稳定体系,它们的构型随成簇氮原子数的增加,从一维直链向二维芳环转化。     

苯甲酸钠团簇离子的形成和结构

用串级飞行时间质谱(Tandem TOF)仪研究了激光蒸发方法产生的苯甲酸钠及裂解产物团簇离子的形成和可能的构型。通过对苯甲酸钠团簇离子的紫外光解的研究, 决定了反应通道及分支比, 并定性地讨论了其结构特征。     

丙酮团簇的多光子电离解离与结构计算

用355nm激光多光子电离解离飞行时间质谱观测到在超声分子束中形成的最多为12个分子的团簇离子及其碎片.用密度泛函方法对n=2～5的丙酮团簇结构进行计算,给出了优化构型及其基态能量.结果表明,两个丙酮分子组成团簇时稳定结构为近似垂直构型.3～5个丙酮分子组成团簇时以环状结构最稳定.     

富烯碳原子簇的石墨层间闭合形成机理

本文提出了富烯碳原子簇的石墨层间闭合形成机理，由该机理推出的许多结果与实验事实符合很好。我们认为碳原子簇自由基的快速淬灭及其淬灭速度是富烯碳原子簇形成及其丰度的决定因素。由此得出富烯碳原子簇在给定实验条件下产生的必然性，并预言不同大小的富烯碳原子簇可以通过优化实验条件选择性地合成。     

碳团簇的结构及其演进

碳团簇是一种新型的碳材料,自20世纪80年代被发现以来,就以其独特的结构和优越的性能而在科学界掀起了研究狂潮。碳团簇的范畴非常广泛,小到气相中的单个碳原子,大到富勒烯、碳纳米管、碳纳米锥、石墨烯等都可以看作是碳团簇的存在形式。研究碳团簇的结构及其演进,解开碳团簇形成机理之谜,对开拓新型碳团簇材料的结构和应用都具有重要意义。本文对碳团簇的结构及其演进过程进行了回顾,并概述了目前碳团簇的合成方法、碳团簇结构的表征手段以及碳团簇演进的研究现状。     

含氢碳原子团簇的初步研究

介绍直接用激光溅射芳香化合物固态样品产生的含氢磷原子团簇离子（C_nH~＋_m），并用飞行时间质谱仪研究了其组成和结构．实验发现，在低质量区（n＝32－56）得到了具有奇偶碳原子数的含氢磷原子簇，而在高质量区（n＞100）除了得到纯碳原子簇以外，还得到了含氢碳原子簇．根据对实验结果的分析提出了两种结构模型：对低质量区的团簇，其结构为芳香基团与富勒烯笼状框架的复合体；对高质量区的团簇，其结构为蜗牛形与圆柱形的复合体．     

红外光谱振动模式分解及应用

本文用群论方法推出多原子分子正则振动模式的可约表示特征标公式,在IBM微机上实现程序化,使红外光谱振动模式分解更加简便、实用。并且给出AB_n(n=2～12)构型分子和碳原子簇C_n(n=20,24,50,60,70,84)的振动模式不可约表示。     

CaSi_n(n=1～10)团簇结构、稳定性与光谱性质的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G(d)基组的水平上系统研究了CaSin(n=1~10)团簇的几何构型、稳定性与光谱(红外与拉曼)性质.研究结果表明,CaSin团簇构型是在CaSin-1构型上戴帽1个原子而形成的;当n≥4,CaSin团簇的最低能量结构均为立体构型;Ca原子的掺杂降低了体系的化学稳定性;CaSi3与CaSi5是幻数结构;在相同的观察频段内,CaSi3团簇的红外与拉曼活性在低频段均表现较好,而在高频段拉曼活性则表现较差,与之不同的是CaSi5团簇的红外与拉曼活性在整个频段内都表现的较好.     

锗分族元素二元团簇及其与Co形成的团簇离子

通过比较激光烧蚀E1/E2 (代表Ge/Sn， Ge/Pb和Sn/Pb) 和Co/E (E为Ge、Sn、Pb)混合样品形成的二元团簇负离子飞行时间质谱分布和谱峰的相对强度及形成的幻数团簇离子峰，发现E1/E2二元团簇离子中原子量大的锗分族元素在团簇离子中占主要组分，而原子量小的元素则少量掺杂，其组成和分布特点说明其结构和性质与纯E团簇离子相似，可能的结构为该类负离子团簇所有原子都在笼结构的骨架上；对于二元团簇离子GeSn9－、GePb9－和SnPb9－其结构可能是双帽反四棱柱构型，只是每个原子均为骨架的一部分.而对激光烧蚀过渡金属钴与锗分族元素的混合物的研究发现，反应形成了丰富的Co/E二元合金团簇负离子，分析发现该类簇离子为钴内包覆于E(锗分族元素)笼状结构.幻数离子CoGe10－、CoSn10－和CoPb10－可能具有双帽四角反棱柱结构，而CoPb12－可能具有二十面体构型，钴原子均为笼状结构的中心.     

Pt_nNi_m（n＋m=7,n,m≠0）团簇结构稳定性与磁学性质

采用密度泛函理论（DFT）中的杂化密度泛函B3LYP方法在LANL2DZ基组水平上对PtnNim团簇的各种可能构型进行了几何结构全优化,得出了它们的基态构型,并对其稳定性和磁学性质进行了计算研究.研究结果表明：PtnNim团簇的基态结构都为立体结构,对称性较低,多重度较高,Pt5Ni2团簇的稳定性最好;从磁性上看,Pt...