Coqn小团簇吸附活化原子氧的密度泛函研究

利用基于密度泛函理论（DFT）的Dmol3程序广义梯度近似PBE泛函,研究了Coqn（n=1~5;q=0, +, -）团簇和原子氧吸附在团簇上的几何结构、稳定性、电子性质和吸附反应行为。结果表明：Coqn团簇的几何结构保持不变,阳离子型团簇（Co+n）的平均结合能远大于中性型（Co0n）和阴离子型（Co-n）团簇的平均结合能,这是因为团簇失去一个电子后可以显著增强该团簇的稳定性;原子氧在Coqn团簇顶位、桥位、空位的吸附稳定性、Co—O键长、原子氧的电荷转移都呈现出规律性变化,说明原子氧被活化;Co-4 O B团簇的吸附能为-8.375 eV,轨道分析进一步表明其原子氧的2p轨道和钴的3d轨道杂化,相互作用为化学吸附。     

团簇Co4P的成键及HOMO和LUMO轨道贡献

为深入了解Co-P非晶态合金的特性,在密度泛函理论中的B3LYP/Lanl2dz水平下对团簇Co_4P模型进行优化,最终得到6种优化构型.分别通过键长、键级以及态密度对团簇Co_4P的成键情况进行分析,得到以下结论:Co-P键对团簇Co_4P构型的稳定性提供了较大贡献; Co-P键的杂化方式包括p-d、 p-p和p-p-d 3种,其中Co-3d轨道与P-3p轨道形成了较强p-d杂化作用,进一步促进了Co-P键的稳定形成; Co-4s轨道、 P-3s轨道及P-3d轨道对团簇Co_4P的贡献极小.另外,通过对Co、 P原子的HOMO及LUMO轨道贡献率进行分析,发现Co原子是团簇Co_4P的潜在催化活性位点.     

InVO_x(x=1～5)团簇的结构及稳定性研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法研究了InVOx(x=1～5)团簇的稳定构型和稳定性。结果表明:InVOx(x=1,2)的基态为平面构型,InVOx(x=3～5)的基态为立体构型。对掺铟钒氧团簇中原子的平均结合能、能级间隙、二阶差分能量和离解能等性质的研究发现InVO3团簇最稳定,为幻数团簇。相对于VOx(x=1～5)团簇,InVO3团簇的稳定性略有提高,其余4个团簇的稳定性略有降低。同时,InVOx(x=2,3,5)团簇的化学活性较对应的VOx团簇低,而InVOx(x=1,4)团簇的化学活性较对应的VOx团簇高。立体团簇中,InVO4参与化学反应的能力最强。     

Au_NM_2(N=1-4,M=Cu,Ag,Pd,Pt)团簇的稳定性(英文)

在相对论有效势(RECP)近似下,用基于密度泛函理论(Becke3LYP)的从头计算方法和LANL2DZ基组,研究了AuNM2(N=1-4,M=Cu,Ag,Pd,Pt)团簇的稳定性,比较研究了混合团簇与纯金团簇的稳定性差异。结果表明:杂质原子对团簇的稳定性影响较大,团簇的稳定性随体积增大而升高。     

AlB_n~-(n=2～10)团簇几何及电子结构的理论研究

为了弄清AlBn-(n=2~10)团簇的电子几何结构,用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311+G*的水平上对AlBn-(n=2~10)团簇的几何构型、电子结构、振动频率、键长等性质进行了系统地理论研究。与相应的中性AlBn(n=2~10)团簇相比,AlBn-(n=2,4~8)阴离子团簇都取得了与中性团簇相似或者是相同的结构,其余的阴离子团簇结构变化较大。通过对基态结构的能隙、平均束缚能、分裂能、能量二次差分以及垂直电离能的分析讨论,得到了AlBn-(n=2~10)团簇结构中AlB4-和AlB7-阴离子团簇相对比较稳定,其中AlB7-团簇是最稳定的。     

PdnY,PdYn (n＝1～4)团簇的结构与能级分布

在相对论有效原子实势(RECP)近似下,用密度泛函理论(DFT)方法,对PdnY,PdYn(n=1,2,3,4)团簇各种可能的几何构型进行全优化计算,得到它们的基态结构和光谱性质。结果表明：团簇Pd3Y,Pd4Y,PdY3和PaY4基态为Cs构型。最后计算了团簇基态的能级分布和最高占据轨道(HOMO)与最低空轨道(LIMO)之间的能级间隙(HLG),分析了团簇的化学活性。     

Au_（n-2）Ni_2（n=3-7）团簇的第一原理研究（英文）

用基于密度泛函理论的第一原理方法,系统研究了合金团簇Aun-2Ni2（n=3-7）可能的稳定结构和最低能量异构体的相对稳定性,确定了系列低能量异构体,部分异构体的电子态具有较高的自旋多重性,比较研究了混合团簇与纯Aun团簇的稳定性。结果表明：Au-Ni原子间相互作用较强,这改善了混合团簇的稳定性,这种影响随团簇体积的增大而减小;混合团簇的能级间隙存在奇-偶振荡。     

Aun-2Ni2(n=3-7)团簇的第一原理研究

用基于密度泛函理论的第一原理方法,系统研究了合金团簇Aun-2Ni2 (n=3-7)可能的稳定结构和最低能量异构体的相对稳定性,确定了系列低能量异构体,部分异构体的电子态具有较高的自旋多重性,比较研究了混合团簇与纯Aun团簇的稳定性.结果表明:Au-Ni原子间相互作用较强,这改善了混合团簇的稳定性,这种影响随团簇体积的增大而减小;混合团簇的能级间隙存在奇-偶振荡.     

Au_nS(n=2～8)团簇结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函理论的PW91PW91方法,在相对论有效原子实势(RECP)近似情况下,系统研究混合小团簇Au_nS(n=2~8)团簇的几何结构、稳定性、电子特性。通过全优化计算,给出相应团簇的基态稳定几何构型及同分异构体;通过计算平均结合能E_b、HOMO与LUMO间的能级间隙E_g和二阶差分能量Δ~2E,对基态Au_nS团簇的稳定性和电子特性进行研究。结果表明:基态结构既有平面结构又有立体结构,并且具有不同的对称性;随着团簇的增大,热稳定性越高,Au_8S团簇具有最高的热稳定性;Au_6S团簇具有最高的化学稳定性;偶数原子团簇比奇数原子团簇更稳定。本研究可为Au-S团簇的实验研究提供理论参考。     

金团簇二维到三维的结构转变和电子特性的理论研究

基于密度泛函PW91/TZVPP理论级别,研究Aun团簇的平衡结构和电子性质。结构优化显示:在n=3~13范围内,Aun团簇的基态构型均为二维结构,当n=14时,开始从二维结构转变成三维结构。原子平均结合能、二阶能量差分、能级间隙、电子亲和势和垂直电离势分析表明:较大金团簇原子之间的结合力强于较小金团簇;偶数金团簇比奇数金团簇具有较高的稳定性;奇数金团簇的化学活性比偶数金团簇高且在化学反应中容易得电子。