BmN2(m=2-9)团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G*水平上对BmN2(m=2-9)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算.结果表明,BmN2团簇基态结构m≤3时为N原子插入B-B键中形成的线状结构;m>3时为N原子插入Bm环中或Bm环上B-B键边桥配位形成的环状结构.通过对基态结构的能量分析,得到了BmN2(m=2-9)团簇的稳定性信息.     

In_nNa_m~-(n+m≤5;m,n≠0)团簇结构的研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,对InnNam-(n+m≤5;m,n≠0)混合团簇的所有可能构型进行了优化,并作了频率计算。结果表明:大多数较大团簇是由较小团簇生长而来的;InNa2-,InNa4-和In2Na2-团簇的基态结构较为稳定;团簇中的In原子有较强的得电子能力,而Na原子的得电子能力较弱或容易失去电子。     

氮铝簇合物的结构与稳定性

采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,以6－31G标准基组加一个极化函数,对（ClAlNH)10和（AlN)10簇合物分子的几何构型、电子结构和红外光谱进行了优化计算,并讨论了它们的化学键特征。研究结果表明,（ClAlNH)10和（AlN)10簇合物的基态稳定结构均具有C2h对称,不存在Al-Al和N－N键,因此Al-N键是惟一的键型。     

CO和O_2与Au_n~m簇相互作用的DFT研究(Ⅰ)

在B3LYP/LAN2DZ(+ECP)对金、6-311+G*基组对碳和氧水平下,对Aunm(n=3⁵,m=0,±1)簇及其CO在簇上发生单分子吸附几何进行全优化和振动分析。获得了与实验结果一致的基态Aunm簇结构,以及CO在相应各簇上形成吸附配合物AunCOm(n=35,m=0,±1)簇及其CO在簇上发生单分子吸附几何进行全优化和振动分析。获得了与实验结果一致的基态Aunm簇结构,以及CO在相应各簇上形成吸附配合物AunCOm(n=3⁵,m=0,±1)的最低能量结构和吸附能。通过对其结构、能量和振动分析,获得了CO与Aunm簇相互作用的性质和变化规律。结果表明,CO在Aun+上的吸附能比在相应中性和阴离子簇上大,其值随簇尺寸减小呈减小趋势,CO在组成较大的Aun-簇上的反应活性更高。     

小Al-Ni合金团簇的结构

本文连用了基于紧束鳟模型的Gupta多体势,采用遗传算法研究了团簇的原子数目为13和19以及21的Al-Ni混合团簇的基态构形.将Al团簇中的一个或多个Al原子替其成Ni原子,Aln团簇的基态构形转化为象Ni团簇一样规则的,具有高对称性的结构.当替换的Ni原子数目增加时,混合团簇会形成一些复杂结构.     

H6M4(N2H2)3(M=Al,Ga)簇合物的结构、红外光谱和热力学性质研究

采用自洽场方法(HF)和密度泛函(DFT)的B3LYP方法,在6-31G*水平下,研究了H6M4(N2H2)3(a-M=Al,b-M=Ga) 簇合物的几何构型、电子结构、红外光谱及热力学性质.结果表明N-N键比肼中N-N键长,有进一步裂解的趋势.振动频率计算表明铝、镓的肼簇合物为基态稳定结构.     

(Hg_mSe_n)(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:HgSe2Hg3Se2Hg2Se2Hg2SeHgSe,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:HgSe2Hg2SeHgSeHg2Se2Hg3Se2.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.     

H6M4(N2H2)3(M=Al,Ga)簇合物的结构、红外光谱和热力学性质研究

采用自洽场方法(HF)和密度泛函(DFT)的B3LYP方法，在6-31G^*水平下，研究了H6M4(N2H2)3(a—M＝Al，b—M＝Ga)簇合物的几何构型、电子结构、红外光谱及热力学性质．结果表明：N—N键比肼中N—N键长，有进一步裂解的趋势．振动频率计算表明：铝、镓的肼簇合物为基态稳定结构．     

A14（iPrNNiPr）3簇合物的理论研究

用HF／6—31G^*和B3LYP／6—31G^*方法，首次研究了A14(iPrNNiPr)。簇合物的几何构型、电子结构；并在B3LYP／6—31G^*水平下，对所得平衡构型进行了红外光谱及热力学性质计算。结果表明：在此簇合物中Al—N键比氮化铝簇中Al—N键长，但仍在极性共价键的范围内；N—N键都较肼中N—N键明显减弱，易断裂，可释放较多能量，因此它作为生成相应氮化物的前体，将降低反应所需活化能。振动频率计算表明：该簇合物为基态稳定结构。     

团簇Y_3O,Y_3Oˉ和Y_3O~+的几何和电子结构

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在LANL2DZ基组下,对团簇Y3O、Y3O-、Y3O+的几何结构进行优化。结果表明,Y3O团簇的平衡构型都是四面体结构,具有CS对称性。Y3O的基态是两重态2A′,Y3O-的基态是三重态3A′′,Y3O+的基态是单一态1A′。计算得到的电子亲和能和电离能都与实验吻合。电荷分布和自旋密度分析表明团簇Y3O的性质主要取决于"碎块"Y3。     

BmNn和BmNn^＋团簇结构的研究

本文采用密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法,在6-31G（d）水平上对BmNn（m＋n≤5）团簇及其阳离子的几何构型、电子结构进行了理论研究,结果表明：BmNn（m＋n≤5）团簇的基态构型中,BN、B2N、B3N、B2N3,和B3N2均为线形结构,其余均为平面结构;BMNN^＋（m＋n≤5）团簇的基态构型中,BN^＋、B2N2^＋、BN3^＋,B2N3^＋、和B4N^＋均为线形结构,其余均为平面结构。     

团簇Yn(n=1～4)的电离势的理论计算

文章采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,分别在LANL2DZ基组、CEP-121G基组及SDD基组下,优化团簇Yn(n=1-4)的几何结构.计算结果表明Y和Y+的基态分别是二重态和三重态;Y2和Y+2的基态分别是五重态和四重态;Y3和Y+3的基态分别是二重态和三重态,具有D3h对称性的等边三角形结构;Y4和Y+4的基态分别是三重态和二重态,具有C3v对称性的金字塔结构和Cs对称性的金字塔结构.计算得到团簇Yn的3种电离势,其中第一类电离势IPverI与实验结果吻合得较好,而用后2种基组计算所得结果与实验值误差约2%.     

HgmSen (m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇的结构与光谱性质

本工作采用LANL2DZ赝势基组及B3LYP方法对HgmSen(m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇微观结构和电子性质进行了计算,并用含时密度泛函理论（TD-DFT）计算吸收光谱,得到了基态结构、电子性质、结合能、能隙和偶极矩等微观性质,分析了前线分子轨道特征、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,m+n=4~5时,环状为基态稳定构型,且HgSe2团簇分子较其它组成的团簇分子稳定性最强、结合能最大、能隙最小。HgmSen(m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇都有较好的电子供体和受体等活性部位,导电性良好。不同组成的各团簇的最大吸收波长λmax值呈现的规律性不强,但对于相同组成的团簇分子与其相应正负离子间,出现显著的红移或蓝移现象。本结果可为今后实验及应用研究提供重要理论参考,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。     

Cu_nZn(n=1～12)团簇结构和性质的第一性原理研究

采用PW91交换关联势和全电子相对论赝势,对Cu_nZn(n=1～12)团簇进行了密度泛函理论计算。结果表明,Cu_nZn(n=1,3,4,6～12)团簇的最低能量几何结构可以通过Zn原子替换在Cu_n+1团簇中一个Cu原子或者在Cu_n团簇添加一个Zn原子来产生。但是Cu_2Zn和Cu_5Zn的基态结构变化较大,Cu_2Zn为线性结构而Cu3为平面结构,Cu_5Zn为立体结构而Cu6为平面结构,其变化的主要原因来源于它的电子结构。在与相应的纯Cu团簇中的Cu-Cu键相比时,Cu_nZn团簇的Cu-Zn键较弱,且键长较长,并且Cu_nZn团簇中远离Zn原子的大部分Cu-Cu键比纯Cu团簇中Cu-Cu键强。在掺杂Zn原子后Cu_n团簇的二阶差分能产生了非常明显的奇偶转换现象。     

CoB_(20)~-团簇的几何结构、电子和光谱特性

基于密度泛函理论和卡里普索结构预测方法,系统研究了CoB_(20)~-团簇的几何结构、电子和光谱特性.首先,在PBE0/6-311+G(d)水平下确定了CoB_(20)~-体系的基态和亚稳态结构.结果表明,CoB_(20)~-的基态为1个Co原子被2个B_(10)环包裹在中间的管状结构.基于该基态结构,系统分析了体系的自然布局分布和自然电子组态、Mayer键级和电子局域函数.最后,讨论了其光电子能谱、红外、拉曼光谱等光谱特性,为钴掺杂硼基材料的实验和理论研究提供参考.     

简单金属小团簇Aln（n=2～7）的磁性

使用自旋极化的密度泛函理论下的第一原理方法,对简单金属铝的小团簇Aln(n=2～7)的结构特性和磁性进行了理论计算.结果表明:团簇的结合能随着团簇中原子数的增加而增大;虽然Al是简单金属,但是其小团簇Aln(n=2～7)具有磁性,磁矩在1 μB和2 μB间变化;通过能级图分析了Aln团簇磁矩的变化规律.此外,还分析了Aln团簇的磁矩、结合能、能量的一阶和二阶差分随原子数n的变化,讨论了最稳定团簇Al5的电子结构和电荷密度.     

Al4(iPrNNiPr)3簇合物的理论研究

用HF/6-31G*和B3LYP/6-31G*方法,首次研究了Al4(iPrNNiPr)3簇合物的几何构型、电子结构;并在B3LYP/6-31G*水平下,对所得平衡构型进行了红外光谱及热力学性质计算.结果表明在此簇合物中Al-N键比氮化铝簇中Al-N键长,但仍在极性共价键的范围内;N-N键都较肼中N-N键明显减弱,易断裂,可释放较多能量,因此它作为生成相应氮化物的前体,将降低反应所需活化能.振动频率计算表明该簇合物为基态稳定结构.     

小AI-Ni合金团簇的结构

本文选用了基于紧束缚模型的Gupta多体势，采用遗传算法研究了团簇的原子数目为13和19以及21的Al—Ni混合团基的基态构形。将Al团簇中的一个或多个Al原子替换成Ni原子，Aln团簇的基态构形转化为象Ni团蔟一样规则的，具有高对称性的结构。当替换的Ni原子数目增加时，混合团簇会形成一些复杂结构。     

氨水团簇(NH3)m(H2O)n(m+n=2-5)的模型势结构

对氨水分子间的作用采用一种新的模型势,利用新近发展的一种快速分子动力学局域优化算法,计算了中性氨水团簇(NH3)m(H2O)n(m+n=2-5)的可能结构.发现氨水团簇(NH3)m(H2O)n的结构数随分子数n+m的增加呈指数增长;当H2O分子在数目上占优势时,团簇的最稳定结构与(H2O)n+m的构型相似,只是其中的水分子被NH3取代,这个结果与实验结果和ab initio结果一致,表明针对氨水团簇提出的新模型势可以得到具有一定参考价值的结构信息.     

基于密度泛函理论和含时密度泛函理论下富勒烯B24N24光谱性质研究

本文在B3LYP/6-31g(d)基组水平上, 利用密度泛函理论(DFT)优化了B24N24团簇的几何和电子结构. 研究结果表明, 优化所得B24N24团簇的几何结构对称性分别为S4、C2、S8和O;在基态稳定结构基础上, 得出其输运性质, 既非p型输运材料, 亦非n型输运材料, 即不具有输运性质;在优化好的基态结构基础上, 又研究了它的红外和拉曼分子振动谱, 四种团簇的红外-拉曼振动谱的振动强度排序均为O>S8>S4>C2;随后采用含时密度泛函理论(TDDFT),同样在B3LYP/6-31g(d)基组水平上, 计算了这四种物质在CH2Cl2溶剂中的UV-Vis吸收谱特性, 研究表明跃迁能级数量越多,吸收谱振动强度越强, 并且这些分子的紫外-可见吸收谱的振动强度排序为S4>C2>S8>O.