碱土金属Be_(n)(n=1~3)对B_(12)团簇结构的调控研究

基于第一性原理,系统地研究了Be_(n)(n=1~3)对B_(12)团簇结构的调控.结果表明:团簇BeB_(12)全局极小结构为Cs对称性准平面结构,而Be_(2)B_(12)和Be_(3)B_(12)最稳定的结构均为笼状结构,对称性分别为Cs和C_(2v).随着Ben(n=1~3)原子数的增加,团簇B_(12)由准平面结构过渡到笼状结构,且Be倾向内嵌在B_(12)笼状结构表面的B_(7)或B8单元环中,通过离子和共价作用形成稳定Be&B_(7)和Be&B8单元,从而稳定笼状结构.自然键轨道(NBO)分析表明,团簇Cs BeB_(12),Cs Be_(2)B_(12),C_(2v) Be_(3)B_(12)内部存在电子转移情况,Be原子2s轨道上失去电子,Be-B键主要以离子作用为主,同时也存在共价作用.成键分析显示Cs Be_(2)B_(12)和C_(2v) Be_(3)B_(12)的π键遵循球状芳香性2(n+1)^(2)(n=1)电子计数规则,表明该团簇具有球状芳香性.预测了三个结构的红外和拉曼光谱,为以后的合成实验和数据表征提供了理论基础.