Al6ONa2组装Zintl相晶体的理论研究

结合遗传算法和从头算方法确定了Al6ONa2的低能异构体.揭示了以非金属为中心的Al-Na团簇的幻数行为.金属团簇离域的凝胶轨道和非金属原子的价轨道作用形成定域在O原子上的成键轨道和离域在整个团簇上的反键轨道,26个价电子形成s2p6S2P6D10的闭合壳层强幻数电子结构.Al6O2-与Na+通过离子键结合,Al6O2-的电子结构符合Wade-Mingos规则.基于超原子阴离子Al6O2-具有较强的热稳定性和化学惰性,组装了具有Pn3m和Fd3m空间群的AB2型晶体结构,Al6ONa2团簇的结合能为-23.44eV,组装结构中团簇单元间的相互作用能分别为-1.19和-1.53eV.晶体结构的电子结构分析表明,2种组装晶体均为宽带隙半导体.声子色散曲线和弹性常数的计算表明组装晶体具有良好的动力学稳定性.