Si4X(X=C,N,O,F,Si,P,S,Cl)结构和稳定性的理论研究

利用Gussian-98程序，B3LYP方法，在6-311G^*水平上对Si4X(X=C^*，N，O，F，Si，P，S，Cl)原子簇的几何构型进行优化和频率计算。得出各原子簇的稳定结构。结果表明，Si5原子簇的最稳定构型具有D3b对称性,用杂原子X(X=C,N,O，F,P,S,Cl)取代Si5原子簇中的Si原子，几乎都得到C3v和C2y对称的稳定构型(Si4F原子簇只有C2v对称的稳定构型，Si4Cl原子簇不存在这两种稳定构型)。对具有相同对称性的杂原子簇中Si—X键长变化规律进行研究。发现同一周期从左到右，Si—x键长与其对应的原子共价半径和相比较，其键长变化率逐渐增大,杂原子的加入对原Si5原子簇中的其它Si-Si键长影响不大。     

CnX(n=1～4,X=Li,Be,B,N,O,F)原子簇的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法。在6-311G＊水平上,首先对纯的Cn（n=2～5）原子簇的几何构型进行了优化和频率计算,得出各原子簇所有可能的稳定构型,并对最稳定构型进行了NBO分析．然后。从最稳定构型出发。掺杂第二周期元素X（X=Li,Be,B,N,O,F）。得到CnX原子簇所有可能的稳定构型,并对它们的键长、Mulliken重叠布居变化率的周期递变规律进行了系统的理论研究．     

Si4X(X=Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)原子簇结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP／6—311G^*水平下,对杂原子X(X—Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)置于垂直于具有D2h对称的Si4原子簇平面的C2轴上时,所得到的含杂Si4X(X—Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)原子簇,进行了理论计算,得到一系列稳定的Si4X原子簇的几何构型,并对其中具有C2v对称的三角双锥结构的Si4X原子簇,系统地讨论了原子簇的稳定性、Si—X键强弱、电荷分布等的递变规律,以及由于第三周期元素的加入,对硅原子簇结构的影响。     

PdSin (n=1～5) 原子簇结构的理论研究

利用密度泛涵理论B3LYP方法,在LanL2DZ水平上对PdSin（n=1～5）原子簇进行理论探讨,分别在多重度为1、3、5情况下,优化计算得到其稳定构型,对其中较稳定且对称性好的原子簇在能量、稳定性、自然键轨道等方面进行了讨论,发现在所讨论的PdSin（n=1～5）原子簇中,n=3即PdSi3原子簇最稳定;NBO分析计算表明．Pd原子的4d电子在成铤过程中起重要的作用．     

Si4M(M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca,B,Al)原子簇的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311G*水平上,对Si5原子簇各稳定构型中的一个Si原子,经M(M=Li,Na,K,Mg,Mg,Ca,B,Al)取代后所得到的各种Si4M原子簇的几何构型,进行优化和频率计算,获得它们的稳定结构.在所有的Si4M原子簇中,具有C2v对称的三角双锥结构是最稳定的构型,且同一主族金属原子,按照从上到下的顺序,Si-M键Mulliken重叠布居数依次减少,键强度依次减弱,键长依次变长;同一周期金属原子,按照从左到右的顺序,Si-M键Mulliken重叠布居数依次增大,键强度依次增强,键长依次变短.与同一主族和同一周期的原子共价半径的变化规律是一致的.     

原子簇Ni_xB_2(x=1～4)局域结构和性质

为寻找更优良的催化剂,依据实验及相关文献设计了一系列的原子簇NixB2(x=1～4)模型,利用密度泛函(DFT)方法对所设计的构型进行理论计算,模拟非晶态合金Ni-B体系的局域结构;利用优化后的稳定构型,对其键级、键长、电子性质及催化性质进行分析。结果表明:在原有文献的基础上,本文得到了原子簇NixB2(x=1～4)更多的不同稳定构型。原子簇NixB2(x=1～4)结构的稳定性主要由Ni-B键提供,Ni-Ni键和B-B键起辅助作用。在优化出的NixB2(x=1～4)原子簇模型中,综合费米能级和态密度的研究,发现原子簇NixB2(x=1～4)态密度的最高峰都大致出现在相同的-3.8～-5.0eV能级范围内,与非晶态合金中组分的含量无关。在催化过程中,Ni3B2构型和Ni4B2构型具有良好的催化性质。     

异质富勒烯[4,6]-C22X2（X=B,N）的密度泛函理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G（d）基函数对同位置取代[4,6]-C24所得的3种衍生物（C22BN,C22B2和C22N2）进行了几何构型优化和频率分析,计算了前线轨道能级差、电离势、电子亲和势、绝对电负性和整体硬度.结果表明,所研究的C22X2（X=B,N）3种衍生物中,C22B2具有最小的电离势I、电子亲和势A和绝对电负性χ,这说明它更容易被氧化和与亲电试剂反应.与全碳分子C24相比,B,N的取代降低了富勒烯分子的稳定性.     

内含式复合物X@Si20H20（X=N,P,As,C^-,Si^）的结构和稳定性

用DFT的B3LYP方法在6-31G（d）基组的水平上,对闭式多面体簇合物X@Si20H20及其内含式X@Si20H20（X=N,P,As,C^-,Si^-）复合物的结构进行了构型优化和能量计算,并讨论了稳定结构的几何构型、振动频率、能量参数与结构的关系．最后得到复合物结构的稳定性信息,具有Ih对称性的X@Si20H20（X=N,P,As,C^-,Si^-）为内含式的基态结构．     

NixFe(x=1-5)原子簇稳定结构的DFT研究

用DFT(密度泛函理论)方法对原子簇NixFe(x=1-5)的几十种可能构型进行优化计算,并对这些优化构型的能量和稳定性进行了分析比较.结果表明,原子簇NixFe(x=1-5)变形空间对称构型最稳定,而且成键主要由Ni-Fe键提供.     

NixFe（x=1—5）原子簇稳定结构的DFT研究

用DFT(密度泛函理论)方法对原子簇NixFe(x=1-5)的几十种可能构型进行优化计算，并对这些优化构型的能量和稳定性进行了分析比较。结果表明，原子簇NixFe(x=1-5)变形空间对称构型最稳定，而且成键主要由Ni-Fe键提供。     

原子簇CoMn2B2的电子流动方向及磁性

利用密度泛函理论（DFT）方法,在B3LYP/Lan12dz水平下,对原子簇CoMn2B2的14种可能构型分别在二、四重态下进行全参数优化计算和频率验证,获得了6种二重态稳定构型,6种四重态稳定构型;分别对这些稳定构型的能量、电荷分布、不同构型磁矩的情况进行研究分析。结果表明：原子簇CoMn2B2所有构型中1（4）最稳定。原子簇CoMn2B2中各原子所带电荷受多重态的影响较小,Mn原子带负电,Co原子和B原子带正电。Mn原子的外层轨道布居数变化较大。Mn原子和Co原子的磁矩主要受原子簇的多重度的影响较大。     

Aln^m（m=0,±1,n=3,4,5）团簇的稳定性和芳香性研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,对铝团簇Alnm（m=0,±1,n=3,4,5）进行了理论研究。经过优化得到其基态构型,讨论了其稳定性。通过核独立化学位移（NICS）和分子轨道（MO）分析,确定Al3的次稳态、Al3^-、Al4、Al4^-、Al5和Al5^＋团簇具有芳香性,其余团簇不具有芳香性,芳香性均以π芳香性为主。     

Nn(CH)4-nH4（n=0～4）的结构与性质的理论研究

采用密度泛函方法在B3LYP/6-311＋＋G**基组水平下优化了用(CH)n（n=1～4）逐个取代N4H4中的N原子后所得到的10种N4H4及其取代化合物,并结合自然键轨道理论（NBO）,分子中的原子（AIM） 和G3B3 对化合物的几何构型,成键特征,能量及稳定性,生成热进行了研究. 同时对它们的原子电荷、偶极矩等进行分析. 分析了碳氢取代后化合物含能性质的影响,结果表明: 随着碳氢数增加,分子能量降低,G3B3计算结果显示随着分子中碳氢取代数增加,各含碳氢化合物的生成热降低,这样就说明了N4H4是种     

异质富勒烯C44X6(X=N,B)的密度泛函理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G*基函数对异质富勒烯C44X6(X=N,B)的三种异构体D3(Ⅰ),C3,D3(Ⅱ)进行了几何构型优化.计算了前线轨道能级差、电离势、电子亲和势、绝对电负性、整体硬度和分子静电势.计算结果表明,所研究的C44X6(X=N,B)三种异构体中,具有D3(Ⅰ)对称性的异构体具有最低的能量.与全碳分子C50相比,D3(Ⅰ)异构体具有较小的电离势I、电子亲和势A、绝对电负性χ和球外的静电势,这说明它们更容易被氧化和与亲电试剂反应.     

C6H5NH-H□X分子间氢键的理论研究

在B3LYP／6-311＋＋G（3df,2p）理论水平上,对C6H5NH-H□X（X=H2O,HCOH,CH3COCH3,NH3,CH2NH和HCN）氢键体系进行几何结构优化与振动频率计算,在所得稳定构型的基础上进行自然键轨道分析和热力学性质研究．结果表明,C6H5NH-H□X体系存在较弱的N—H□O与N—H□N氢键,氢键的形成使H—N伸缩振动频率明显红移．在298．15K和标准状态下,C6H5NH-H□X体系分子在气相的形成过程是一个放热、熵减的非自发过程．     

原子簇Mn_2B_2结构和性质的DFT研究

利用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/Lan12dz水平下,对原子簇Mn2B2的十几种可能构型进行全参数优化计算和频率验证,获得3种单重态稳定构型,5种三重态稳定构型。利用这些构型,对其能量、键级、电子以及催化性质进行了分析。结果表明:(1)在原子簇Mn2B2各构型中,构型1(3)的稳定性最高。(2)对原子簇Mn2B2的稳定性做出主要贡献的是Mn-B键。(3)在Mn2B2团簇中各原子所带电荷受多重度的影响较大,Mn原子主要作为给电子体,带正电荷。(4)在原子簇Mn2B2所有构型中,Mn原子轨道在HU-MO和LUMO轨道中有较多贡献,很可能是潜在的催化活性中心。     

氮、碳原子在X@Al_(12)(X=Al~-,C,Si,P~+)团簇吸附性质的研究

使用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)对X@Al12(X=Al",C,Si,P+)等幻数团簇吸附氮原子和碳原子性质进行研究.分析氮原子和碳原子在X@Al12表面的吸附位置,还分析了Al-N和Al-C键长,最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道的能隙,吸附的结合能和电荷转移等性质.结果表明氮原子和碳原子都倾向于空位吸附.尽管X@Al12(X=Al-,C,Si,P+)性质都很稳定,但很大的结合能表明氮原子和碳原子都能稳定地束缚在这些团簇表面.但是由于中性的Al13团簇不具有满壳层的电子结构,它对N和C的吸附性质明显不同于具有满壳层电子结构的X@Al12(X=Al-,C,Si,P+)团簇,表明掺杂可以有效地调节团簇的性质,从而获得所期望的性质.     

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。     

Sin/Sin-（n=710）的结构和电子亲合能的研究

选用4种不同的密度泛函理论方法(B3LYP,BLYP,BP86,B3P86),在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP )下,对Sin/Si-n (n=7～10)体系进行研究,获得它们的基态结构和电子亲合能.预测Si7/Si-7,Si8/Si-8,Si9/Si-9和Si10/Si-10的基态结构分别为D5h(1A′ 1)/D5h(2A″ 2),C2h(1Ag)/C3υ(2A2),Cs(1A′)/Cs(2A′)和C3υ(1A1)/C3υ(2A1).理论预测Si7,Si8,Si9和Si10的电子亲合能分别为1.90,2.59,2.07和2.20 eV,BLYP方法预测的电子亲合能最为可靠的.     

原子簇Mn2B2结构和性质的DFT研究

利用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/Lan12dz水平下,对原子簇Mn2B2的十几种可能构型进行全参数优化计算和频率验证,获得3种单重态稳定构型,5种三重态稳定构型。利用这些构型,对其能量、键级、电子以及催化性质进行了分析。结果表明:(1)在原子簇Mn2B2各构型中,构型1(3)的稳定性最高。(2)对原子簇Mn2B2的稳定性做出主要贡献的是Mn-B键。(3)在Mn2B2团簇中各原子所带电荷受多重度的影响较大,Mn原子主要作为给电子体,带正电荷。(4)在原子簇Mn2B2所有构型中,Mn原子轨道在HU-MO和LUMO轨道中有较多贡献,很可能是潜在的催化活性中心。