基于密度泛函理论的团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)的磁学性质

为探究微观状态下非晶态合金Co-Mo-P三元体系的磁学性质,基于拓扑学原理对团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)进行空间立体结构设计,使用密度泛函理论在B3LYP/Lanl2dz水平下对设计构型进行优化分析,得到8种稳定构型,其中二重态和四重态各4种,运用Gaussian09和Multiwfn软件对团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)的原子轨道成单电子数分布、电子自旋磁矩和自旋态密度进行微观层面理论分析.结果表明:s轨道和p轨道成单电子数较少,对团簇磁性的贡献较小;d轨道上成单α电子对团簇磁性贡献最大;Co是团簇中产生磁性的主要贡献原子.s轨道和p轨道上均出现了α电子和β电子自旋方向变化的现象;s轨道会在某一点上改变自身的电子自旋方向,而d轨道不会改变自身的电子自旋方向,p轨道与s轨道一样会改变方向.电子自旋密度图对称性最差的是d轨道.

团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)电子性质的研究

为了探究团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)的微观电子性质,使用密度泛函理论中B3LYP/Lanl2dz方法对设计出的36种初始构型进行优化分析,共得到8种稳定构型,二、四重态各4种.通过对团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)的电荷、布居数和原子间的自旋密度进行分析得出结论:P原子是团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)的电子供体,是构型内部电子的主要贡献者;团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)内部电子主要是由各原子的s轨道流向各原子的p、d轨道;构型1(2)是稳定性最好的构型;团簇Co_(2)Mo_(2)P_(3)中的α电子和β电子的重叠情况可以影响团簇的稳定性.

团簇Co_(3)NiB_(2)极化率、偶极矩及态密度研究

为探究团簇Co_(3)NiB_(2)内部结构的相关状况及极性强弱,基于拓扑学原理和密度泛函理论,在B3LYP/lanl2dz水平下,对团簇12种优化构型的极化率、偶极矩及态密度进行深入研究,最终得出以下结论:通过对团簇形变程度的排序分析可得,极化率张量对团簇的几何结构具有很强的依赖性;分析团簇对外场响应程度的排序可以发现,极化率各向异性不变量对团簇的几何结构具有较强的依赖性,但依赖性不及极化率张量;从偶极矩角度分析发现,团簇所有优化构型均为极性分子,其中构型4^((4))的分子极性最强,构型4^((2))的分子极性最弱;对态密度进行分析发现,团簇的成键主要存在p-p、d-d-p、d-p-p-p、s-s-p-p-p和d-d-p-p-p 5种杂化方式,其中,p-p、d-d-p杂化作用较强,d-p-p-p、s-s-p-p-p、d-d-p-p-p杂化作用较弱。此外,团簇所有优化构型的A、B、D、E峰处的杂化情况完全一致,仅有C峰的杂化情况因构型重态的不同而存在差异,说明C峰处的杂化情况会在一定程度上受团簇多重度的影响。

团簇Co_(3)NiB_(2)异构化反应的动力学与热力学研究

为确定团簇Co_(3)NiB_(2)最终能稳定存在的优化构型并探究不同异构化反应在不同温度下与平衡常数、指前因子之间的关系,基于密度泛函理论与过渡态理论在B3LYP/Lanl2dz水平下结合范特荷夫方程与阿伦尼乌斯方程,分别从化学动力学与化学热力学角度对团簇Co_(3)NiB_(2)的异构化反应进行深入讨论.研究结果表明:构型1(4)~4(4)能大量稳定存在,且连串反应7(4)→5(4)→4(2)→1(2)最容易发生;依据范特荷夫方程积分式可知平衡常数的对数ln K与1/T呈线性关系,依据阿伦尼乌斯方程的衍生公式可知ln A与1/T同样呈线性关系;当T=298.15 K时,ln K与反应物和生成物的能量差ΔE呈正相关关系,且同时满足线性方程ln K(T)=0.40431ΔE+0.38826.研究预测团簇各个优化构型所能发生异构化反应的平衡常数K的取值范围为0.9460~9.4319×10^(19).