(K_3N)_n(n=1,…,5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311G*水平上对碱金属氮化物(K3N)n(n=1,…,5)团簇各种可能构型进行几何结构优化,预测各团簇的最稳定结构,并对其成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行分析研究.结果表明,随着n的增大,(K3N)n(n=1,…,5)团簇的最稳定结构逐渐由平面结构向空间立体结构转变,(K3N)4、(K3N)5团簇为类似晶体的层状结构;团簇中N原子的配位数以5、6较多见;团簇中N原子的平均自然电荷为-1.608e,K原子的平均自然电荷为+0.550e,K-N键为较强的离子键;(K3N)4团簇有相对较高的动力学稳定性.

(KN_3)_n(n=1～5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311G~*基组水平上对(KN_3)_n(n=1～5)团簇各种可能的结构进行了几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷分布和稳定性性质进行了分析研究.结果表明,叠氮化合物中叠氮基以直线型存在,KN_3团簇最稳定结构为直线型,(KN_3)_n(n=2～3)团簇最稳定结构为环形结构,(KN_3)_n(n=4～5)团簇最稳定结构是由(KN_3)_2团簇最稳定结构形成的平面和空间结构.N—N键键长在0.1156～0.1196nm之间,N—K键键长在0.2357～0.2927nm之间;叠氮基中间的N原子显示正电性,两端的N原子显示负电性.且与K原子直接作用的N原子负电性更强,金属K原子与N原子之间形成离子键.(KN_3)_n(n=1～5)团簇最稳定结构的IR光谱最强振动峰均位于2180～2230cm^(-1),振动模式为叠氮基中N—N键的反对称伸缩振动.稳定性分析显示,(KN_3)_3团簇具有相对较高的动力学稳定性.

(LiN3)n(n=1～2)团簇的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(LiN3)n(n=1~2)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性和电荷布局等性质进行了理论研究.结果表明,LiN3团簇最稳定构型为直线构型;(LiN3)n(n=1~2)团簇中N—N键长在0.1146~0.1203nm之间,N—Li键长在0.1722~0.1987nm之间;Li原子的自然电荷在0.708e^0.907e之间,N原子的自然电荷在-0.896e^0.208e之间.

[Ca(NH_2)_2]_n(n=1～5)团簇的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对[Ca(NH2)2]n(n=1～5)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性等进行了理论研究.结果表明:团簇易形成环状结构,以金属Ca原子团簇作为骨架,NH2基结合在金属团簇骨架上,并主要是Ca—N成键和Ca—Ca成键.团簇中Ca—N键长为0.225～0.257nm,Ca—Ca键长为0.312～0.354nm,N—H键长为0.102～0.103nm,H—N—H键角为102.9°～104.2°;团簇中Ca原子的自然电荷在1.657e～1.720e之间,N原子的自然电荷在-1.543e～-1.592e之间,H原子的自然电荷在0.349e～0.367e之间,Ca原子和NH2基之间相互作用呈现较强的离子性;对比团簇和晶体的结构及IR谱表明,NH2基在团簇和晶体中的结构基本一致。

(MgB_2)_n(n=1～3)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(MgB2)n(n=1-3)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测各团簇的最稳定结构,并对其振动特性、成键特性、极化率和超极化率等性质进行理论研究.结果表明,团簇的几何结构大多是平面结构,团簇的稳定结构中通常是几个呈负电性的B原子形成一个负电中心,而其他B原子和Mg原子处在端位,且显正电性,Mg原子的自然电荷在+0.559e-+0.920e之间,B原子的自然电荷在-0.724e-+0.197e之间;团簇中通常是B-B键和B-Mg键共存,较少出现Mg-Mg键,计算得到的B-B键键长在0.153-0.182 nm之间,B-Mg键键长在0.218-0.231 nm之间.

Au_nCu(n=1～3)二元合金小团簇结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP在SDD基组水平上对Au_nCu(n=1～3)二元合金小团簇各种可能的构型进行几何优化,预测了各团簇的稳定结构.并对基态结构进行了研究,计算了平均结合能、最高占据轨道能级和最低空轨道能级以及两者间的能隙.结果表明掺杂Cu原子后使得Au_nCu(n=1～3)团簇的化学性质更稳定.

碱土金属叠氮化合物(MgN_6)_n(n=1～5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上对碱土金属叠氮化合物(MgN6)n(n=1～5)团簇各种可能构型进行了几何优化,预测了各团簇的最稳定结构。并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究。结果表明,叠氮化合物中叠氮基以直线型存在,MgN6团簇最稳定结构为直线型;(MgN6)2团簇最稳定结构为Mg2N2四元环平面结构;(MgN6)n(n=3～5)团簇最稳定结构是由2个叠氮基与2个Mg原子首先构成近似菱形,再由近似菱形延伸形成的链状结构。叠氮基中间的N原子显示正电性,两端的N原子显示负电性,且与Mg直接作用的N原子负电性更强,金属Mg原子和N原子之间形成很强的离子键。(MgN6)n(n=1～5)团簇最稳定结构的IR光谱分为4个部分,其最强振动峰均位于2209～2313cm-1,振动模式为叠氮基中N-N键的反对称伸缩振动。稳定性分析显示,(MgN6)3和(MgN6)5团簇相对于其他团簇较为稳定。

(Mg3N2)n(n=1～4)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(Mg3N2)n(n=1～4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构。并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析。结果表明:(Mg3N2)n(n=1～4)团簇易形成笼状结构,其最稳定构型中N原子配位数以3、4较多见;团簇主要由Mg-N键组成,Mg-N键长为0.194～0.218 nm,Mg-Mg键长为0.262～0.298 nm;N原子的平均自然电荷为-2.06 e,Mg原子的平均自然电荷为+1.37 e;(Mg3N2)2团簇有相对较高的动力学稳定性。

PtIr_n^(0,±)(n=1～5)团簇电子结构与振动光谱的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法对PtIrn0,±(n=1～5)团簇基态构型的自然键轨道(NBO)、光谱、芳香性和极化率进行理论研究.结果表明:团簇形成过程中Pt得到电荷,而对于Ir原子,电荷有得有失,部分Ir原子失去的电荷转移到Pt原子及其它Ir原子上;原子数较多的团簇红外(IR)光谱和Raman谱中出现较多的振动峰,其中PtIr4-团簇的IR光谱及Raman光谱的振动峰最强;团簇PtIr3、PtIr5、PtIr5+具有芳香性;PtIrn0,±(n=1～5)团簇原子间的成键相互作用随n的增加而增强,团簇PtIr3、PtIr5+电子结构相对不稳定,离域效应较大,阴离子团簇的电子结构的稳定性随着原子数增加逐渐增强,离域效应逐渐减小.

Pt_nN^(0,±)(n=1～5)团簇结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在LANL2DZ赝势基组水平上对PtnN0,±(n=1～5)团簇进行了几何结构优化,得到了基态构型,并对基态构型的稳定性和能隙进行了理论分析.结果表明:对于PtnN0,±(n=1～5)团簇,从平均结合能角度看,中性和阳离子团簇随着原子个数的增多,平均结合能呈现依次增长的趋势,表明热力学稳定性越来越好.对于阴离子团簇,Pt2N-和Pt3N-平均结合能最大,表明热力学稳定性最好.从能隙角度看,PtN的化学活性最强,PtN-的化学稳定性最强.

（OsH_2）_n（n=1~5）团簇结构稳定性与磁学性质的理论研究

采用密度泛函理论,在广义梯度近似（GGA）下对（Os H2）n（n=1~5）团簇的可能构型进行几何参数全优化,得到基态结构,并对基态结构的平均结合能（Eb）、能量二阶差分（Δ2E）、磁矩和态密度等进行计算.结果表明：（Os H2）n（n=1~5）团簇趋向于形成空间三维结构,Os与H之间有较强的相互作用,并且Os H2的基态结构可以看作是（Os H2）n（n=1~5）团簇结构的基本组成单元;（Os H2）4团簇稳定性较好,只有（Os H2）5基态结构呈反铁磁性耦合,团簇的磁矩主要来源于Os原子的d轨道.

PtIr_n^(0,±)(n=1～5)团簇结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的b3lyp方法,在lanl2dz基组水平上对PtIrn0,±(n=1～5)团簇的各种可能构型进行几何参数全优化,得到它们的基态构型,并对其稳定性进行计算研究.结果表明:PtIrn0,±(n=1～5)团簇存在多种异构体,在原子数较少时均为二维平面结构,随着原子数的增加其基态结构变为三维结构;团簇的热力学稳定性随着原子个数的增加越来越好,PtIr3+团簇稳定性最好,与纯Ir团簇相比,PtIrn(n=1～5)团簇更易得到电子,非金属性增强;Ir原子对团簇的稳定性起到了主导作用.

(SiC)_n(n=1～5)团簇的结构与性质的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法，在6—31G＊基组水平上对（SIC）n（n=1～5）团簇各种可能的构型进行了几何结构优化，预测了各团簇的最稳定结构．并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性等进行了理论研究．结果表明t（SiC）。团簇形成碳原子骨架，而硅原子生长在碳原子骨架上；在Si和C相互作用形成团簇的过程中，Si原子向C原子有电荷转移，团簇中原子间相互作用呈现共价型；SiC、（SIC）5团簇有相对较高的动力学稳定性；团簇稳定结构的IR最强振动主要是C—Si键的伸缩振动，Raman较强振动均来自C—C键的伸缩振动．

(LiN_3)_n(n=1～2)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(LiN3)n(n=1～2)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性和电荷布局等性质进行了理论研究.结果表明,LiN3团簇最稳定构型为直线构型;(LiN3)n(n=1～2)团簇中N-N键长在0.1146～0.1203nm之间,N-Li键长在0.1722～0.1987nm之间;团簇中Li原子全部显正电性,越靠近Li原子的N原子负电性越强,在直线构型的N3-离子中,两端的N原子均具负电荷,而中心N原子具正电荷.

Cu_n Ga(n=1-3)二元合金小团簇结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/LANL2DZ水平上对CunGa(n=1-3)二元合金小团簇各种可能的构型进行几何优化,预测了各团簇的稳定结构.并对基态结构进行了研究,计算了平均结合能、最高占据轨道能级和最低空轨道能级以及两者间的能隙.结果表明CunGa(n=1-3)团簇不易失去电子,掺杂Ga原子后使得团簇更稳定,其中Cu3Ga团簇稳定性较强,化学活性较弱.

密度泛函理论对Cd_nTe_n(1≤n≤12)团簇结构与性质的研究

采用基于密度泛函理论的DMol 3软件包对CdnTen(1≤n≤12)团簇的几何结构进行优化,并对其能量、频率以及电子性质进行模拟分析.结果表明,团簇CdnTen(1≤n≤12)与团簇CdnSen(1≤n≤12)具有相似的最低能量结构:当n=1～3时,团簇的最低能量结构是平面结构;当n=4～12时,团簇的最低能量结构可以看成是由Cd2Te2和Cd3Te3团簇的最低能量结构组成的三维笼状结构;当n=12时,Cd12Te12团簇的最低能量结构为一个完美的球壳.随着团簇尺寸的增大,转移的电荷逐渐增加,转移的电荷量有达到块体中电荷值的趋势.团簇的总能量二阶有限差分,平均结合能以及能隙都显示团簇的幻数为Cd3Te3,Cd6Te6和Cd9Te9.

(HCaN_3)_n(n=1～5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上对叠氮化合物(HCaN3)n(n=1～5)团簇各种可能构型进行了几何优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究.结果表明,HCaN3团簇最稳定结构为折线型,(HCaN3)n(n=2～4)团簇最稳定结构为叠氮基端位N原子与Ca原子相互链接形成平面环状结构,(HCaN3)5团簇最稳定结构为立体钟形结构.团簇最稳定结构中金属Ca原子均显示正电性,H原子均显示负电性,叠氮基中间的N原子显示正电性,叠氮基两端的N原子显示负电性,且和Ca原子直接作用的N原子的负电性更强.Ca—N键和Ca—H键为典型的离子键,叠氮基内N原子之间是共价键.最稳定结构的IR光谱主要分为3个部分,其最强振动峰均位于2193～2302 cm-1段,振动模式为叠氮基中N—N键的反对称伸缩振动.叠氮基在团簇和晶体中结构不变,始终以直线型存在,说明金属叠氮化合物团簇可以很好地模拟其晶体的局域成键和局域电荷转移等特性.稳定性分析显示,(HCaN3)3团簇相对于其他团簇更稳定.

(Li3N)n(n=1-5)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(Li3N)n(n=1—5)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性等进行了理论研究.结果表明,(Li3N)n(n=1—5)团簇中N原子的配位数以4,5较多见,Li—Li键长为0.210—0.259nm,Li原子在桥位时Li—N键长为0.185—0.204nm,Li原子在端位时Li—N键长为0.172—0.178nm;团簇中N原子的平均自然电荷为-2.01e,Li原子的平均自然电荷为+0.67e;Li3N,(Li3N)5团簇有相对较高的动力学稳定性.

(HMgN_3)_n(n=1—5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上对叠氮化合物(HMgN3)n(n=1—5)团簇各种可能构型进行了几何优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究.结果表明:HMgN3团簇最稳定结构为直线型;(HMgN3)n(n=2,5)团簇最稳定结构为叠氮基中N原子和金属原子相连构成Mg—N—Mg结构;(HMgN3)n(n=3,4)团簇最稳定结构为叠氮基与Mg原子相互链接形成的环状结构.团簇最稳定结构中金属Mg原子均显示正电性,H原子均显示负电性,叠氮基中间的N原子显示正电性、两端的N原子显示负电性,且与Mg原子直接作用的N原子负电性更强.Mg—N键和Mg—H键为典型的离子键,叠氮基内N原子之间是共价键.团簇最稳定结构的红外光谱分为三部分,其最强振动峰均位于2258—2347cm-1,振动模式为叠氮基中N—N键的反对称伸缩振动.叠氮基在团簇和晶体中结构不变,始终以直线型存在.稳定性分析显示,(HMgN3)3团簇相对于其他团簇更为稳定.

碱土金属叠氮化合物(CaN_6)_n(n=1～5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上对碱土金属叠氮化合物(CaN6)n(n=1～5)团簇各种可能构型进行了几何优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究.结果表明,叠氮化合物中叠氮基以直线型存在,CaN6团簇的最稳定结构为线型结构,(CaN6)n(n=2～5)团簇首先由两个叠氮基与两个Ca原子构成一个近似菱形,再由菱形相互垂直形成链状最稳定结构;叠氮基中间的N原子显示正电性,两端的N原子显示负电性,且与Ca直接作用的N原子负电性更强,金属Ca原子和N原子之间形成很强的离子键;(CaN6)n(n=1～5)团簇最稳定结构的IR光谱分为4个部分,其最强振动峰均位于2195～2280cm-1,振动模式为叠氮基中N—N键的反对称伸缩振动;稳定性分析显示,(CaN6)3和(CaN6)5团簇相对于其他团簇较为稳定.