PtnNim(n+m≤5,n,m≠0)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中B3LYP方法,在Lanl2dz水平下对Pt_nNi_m(n+m≤5,n,m≠0)团簇进行了结构优化,预测它们的基态几何结构,并对基态结构的平均结合能、磁性以及五个原子团簇的振动频率和光谱进行了分析.结果表明:Pt_nNi_m(n+m≤5,n,m≠0)团簇的基态结构趋向于立体结构,三个原子团簇的基态结构都为三角形,四个原子团簇的都为四面体,五个原子团簇都为船型;PtNi_n(n=2-4)团簇都具有弱的反铁磁性,其他团簇都呈铁磁性,并且我们所计算的Pt/Ni合金团簇的磁性具有Ni纯团簇的特征.它们的磁矩分为两个阶段:当2≤n+m≤4时团簇的磁矩为2μ_B,n+m=5时团簇的磁矩突增到4μ_B,且五个原子团簇的9个振动模式都既具有红外活性又具有拉曼活性.

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。

Au_nAl_m(m+n=5)团簇的结构和稳定性研究

采用密度泛函理论(DFT)的杂化密度函数B3LYP/LANL2DZ方法,对AunA lm(m+n=5)二元团簇可能的几何结构进行了优化,预测了AunA ml(m+n=5)团簇的可能基态构型,同时计算了基态结构的结合能、垂直电离势、垂直电子亲和势和能隙。结果表明Au2A l3体系的结合能最大,结构最稳定。

(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.

[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。

Ge_mSi_n(m=1,2;n=1～7)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）对GenSin（m=1，2；n=1～7）团簇的结构及稳定性进行了研究．在B3LYP／6-311G水平上进行了结构优化和频率分析，得到了各团簇的最低能量结构．对最稳定结构的二阶能量差分、分裂能、成键特性等性质进行了理论研究．结果表明：GemSin团簇的稳定结构与Six（s=m＋n）团簇的结构相似，相同尺寸的混合团簇原子间的成键特性非常相似，这为找到大尺寸的Ge=Si。团簇稳定结构提供了一条有效途径．电荷主要是从Ge原子转移到Si原子.在所研究的团簇中，GeSi3，GeSi6，Ge2Si2，Ge2Si5的结构较稳定．

W_mB_n(m+n≤7)团簇结构与稳定性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上优化W m B n(m+n≤7)团簇的几何结构,得到它们的基态构型,并对基态构型的平均结合能、二阶能量差分、能隙及WIB键级进行计算.结果表明:WB n团簇的基态构型均是平面结构;当m≥2且m+n≥4时,除W3B团簇外,其余团簇的基态结构均为立体结构;团簇的热力学稳定性随W原子个数的增加越来越好,W-W键的强度明显高于W-B和B-B键,W原子对团簇的稳定性起主导作用;W2B2和W3B团簇最稳定.

Mg_nP_m团簇的几何结构,电子性质和稳定性的密度泛函研究

本文运用密度泛函理论在B3LYP6-311G水平上对MgnPm（n=1～2，m=1～8）团簇的几何构型，稳定性以及电子性质进行了较详细的计算研究．在优化所得的MgnPm（n=1～2，m=1～8）基态结构中，n＋m≥4时，团簇易形成五元环和四元环型结构．在得到的基态结构的基础上，我们对最低能量结构的二阶能量差分和能隙进行了计算，结果表明MgP4，MgP6，Mg2P2以及Mg2P4具有较高的相对稳定性．在对自然电子组态和电荷布居的进一步分析发现，P原子获得电荷的多少取决于P，Mg原子之间的距离的大小．

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.

(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.

W_nNi_m(n+m=8)团簇轨道能级与芳香性的理论研究

用密度泛函理论(DFT)中的b3lyp方法,在Lanl2dz基组水平上对WnNim(n+m=8)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;并对基态构型的轨道能级分布、能隙、HOMO、LUMO能级、芳香性和热力学性质进行分析,结果表明:团簇W5Ni3和W6Ni2的Alpha轨道和Beta轨道是完全简并的,所有电子都是严格两两配对的;团簇W2Ni6能隙最小,化学活性最强,组成前线轨道的成分基本相同;W6Ni2能隙最大,化学活性最弱;团簇W1Ni7,W5Ni3,W6Ni2,W7Ni1具有芳香性,W2Ni6具有反芳香性;团簇的生成焓都是负值,为放热反应,热力学上是稳定的.

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.

B_(n)C_(m)(n+m=2~5)团簇最稳定结构研究

采用全势能线性Muffin-Tin轨道分子动力学和Dmol^(3)软件相结合的方法研究了B_(n)C_(m)(n+m=2~5)团簇的稳定结构,研究表明:除BC和BC_(4)的最稳定结构为线状结构,其余的为平面环状结构。

W_mC_n(m+n≤7)团簇电子结构与光谱性质

采用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上优化得到了Wm Cn(m+n≤7)团簇基态结构,并对其振动光谱、自然键轨道(NBO)进行了系统的研究.结果表明:在W原子和C原子作用的过程中,W原子的6s轨道上的电荷转移到了C原子2p轨道,产生了轨道杂化现象,形成了较强的W-C化学键;振动光谱分析显示振动频率主要分布在55.99cm-1至2061.41cm-1处,最强峰对应的的振动模式大部分都为C原子或W原子的伸缩振动.

(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．

W_mB_n(m+n≤7)团簇电子结构与光谱性质的计算研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上优化了WmBn(m+n≤7)团簇的几何结构,得到了它们的基态构型,并对其自然键轨道(natural bond orbital,NBO)以及振动光谱进行了计算研究.结果表明:团簇中NBO电荷分布状况与团簇的对称性相关;W原子比B原子电荷调节能力强,易与其他原子形成化学键;最大频率以及最强峰值对应的振动模式大部分是B原子或W原子的伸缩振动以及摇摆振动.

Au_nAg_m^-(n+m=2～4)负离子团簇光脱附电子谱计算

利用密度泛函理论,通过几何优化和态密度计算了Au_nAg_m^-(n+m=2～4)团簇的光电子光谱,结果显示只有Au_2Ag_2^-团簇的第一个峰发生了0.5eV的红移,而其它团簇的峰位置符合的很好,因此理论计算给出的团簇结构是合理的.

(HgmSen)(m=1,2,3,n=1,2)分子离子团簇结构和光谱性质

本工作采用LANL2DZ赝势基组、B3LYP方法对Hg_mSe_n（m=1,2,3,n=1,2）分子离子团簇微观结构和电子性质进行了opt、Freq、NBO计算,用TDDFT计算吸收光谱,得到了基态结构、电子性质、Eb、Eg、偶极矩等微观性质,并分析了前沿分子轨道特征、高精度指认了全部简谐振动模式、吸收光谱性质.结果表明：当m＋n=1~3时,以线型和角型为基态稳定构型,而m＋n为4~5时,环状为基态稳定构型,分子团簇稳定性顺序：HgSe2〉Hg3Se2〉Hg2Se2〉Hg2Se〉HgSe,各团簇分子离子间稳定性规律均为负离子〉中性〉正离子.FMO分析一致确定HgmSen（m=1,2,3,n=1,2）分子团簇导电性良好,电子跃迁能力：HgSe2〉Hg2Se〉HgSe〉Hg2Se2〉Hg3Se2.各团簇不同的最大吸收波长相互间关联和规律性不强,出现不同程度的红移或蓝移.HgSe2团簇较其它表现出最大Eb、最小Eg、最大λmax.本结果可为今后实验应用研究提供重要参考预测价值,有助于深入理解实验现象的本质及更好认识大块凝聚物质的某些性质和规律.