掺钌硅原子簇的结构及其稳定性研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,结合6311SDD基组,系统地研究了掺钌硅原子簇RuSi n(n=1~14)的几何结构、稳定性以及电子性质.结果表明,当n>3时,RuSi n的基态由平面结构转为三维立体结构.随着硅原子数由1增长到14,RuSi n原子簇中Ru原子的位置逐渐从原子簇表面转移到原子簇内部.当n=12时,Ru原子完全陷入原子簇结构中,形成一个以Ru为中心的硅笼结构.自然键轨道分析表明RuSi n(n=2~14)的基态结构中都存在三中心键,有利于这些结构的稳定性.此外,RuSi n(n=1~14)原子簇各基态结构的平均结合能、二阶差分能、HOMO-LUMO能隙、电离势、电子亲合势等数据都表明RuSi12的基态结构的稳定性很高.该文研究结果有望对今后有关掺钌硅原子簇的质谱和光电子能谱等研究提供指导和帮助.

Si_4X(X=C,N,O,Si,P,S)原子簇结构的理论研究

在密度泛函B3LYP/6-311G*水平上, 对具有C3v对称的Si4X (X = C, N, O, P, S)原子簇进行了几何构型优化计算, 并讨论它们的热力学稳定性、动力学活性、Mulliken布居、SiX键长、占据价轨道的对称性以及HOMO能级位置等周期递变规律。

Si_5H_3,Si_5H_6,Si_5Li_3及Si_5Na_3原子簇结构的理论研究

利用Gaussian-94计算程序中的B3LYP方法,在6-311+G(2d)6d基组下,对Si5,Si5H3,Si5H6,Si5Li3和Si5Na3原子簇的几何结构进行优化和频率计算.结果表明,Si5原子簇中最稳定的具有D3h对称性的结构中,位于同一平面上的3个Si原子确实具有剩余的成键能力,可以与3个H,Li,Na原子和6个H原子形成稳定的化合物.研究还发现,虽然H,Li和Na都属同一主族,但它们与Si5原子簇中Si原子的键连方式却不同,而且它们的加入,对Si5原子簇的"三角双锥"结构也有不同的影响.

Si_4X(X=C,N,O,F,Si,P,S,Cl)结构和稳定性的理论研究

利用Gussian 98程序,B3LYP方法,在6 311G 水平上对Si4X(X=C,N,O,F,Si,P,S,Cl)原子簇的几何构型进行优化和频率计算,得出各原子簇的稳定结构.结果表明,Si5原子簇的最稳定构型具有D3h对称性.用杂原子X(X=C,N,O,F,P,S,Cl)取代Si5原子簇中的Si原子,几乎都得到C3V和C2V对称的稳定构型(Si4F原子簇只有C2V对称的稳定构型,Si4Cl原子簇不存在这两种稳定构型).对具有相同对称性的杂原子簇中Si—X键长变化规律进行研究,发现同一周期从左到右,Si—X键长与其对应的原子共价半径和相比较,其键长变化率逐渐增大.杂原子的加入对原Si5原子簇中的其它Si—Si键长影响不大.

硅簇正二价离子库仑爆炸的临界尺寸

微原子簇,即由2—10~2个原子组成的极细微粒,因其一系列特殊性质及由此带来的潜在应用前景,80年代以来已成为物理、化学和材料科学三者交叉的一个活跃研究领域。库仑爆炸(Coulombic explosion)是微原子簇特有的奇异性质之一。实验发现,某些荷正电的原子簇(簇正离子)M_n^m(m≥2),当簇尺寸小于某一临界值n_c时将裂解成若干带单电荷和电中性的碎片。近年报道的簇离子n_c值测定数据常因实验方法和条件的不同而有较大的差异。