原子团簇科学

原子团簇科学ＴｈｅＳｃｉｅｎｃｅｏｆＡｔｏｍｉｃＣｌｕｓｔｅｒｓ￥／／王广厚（南京大学物理系，教授南京２１０００８）近年来在物质结构的原子、分子和凝聚态两层次之间出现了原子团簇这一重要的科学领域，无论从其自身的科学价值或从多方面的应用前景来看，都有重...     

碳原子团簇的形成研究

碳原子团簇的生长过程及其富勒烯的形成机理,是近十余年来科学界孜孜以求而又一直无法求解的难题。虽然有关研究人员先后提出了可能的机理,但是至今没有一种得到实验结果的证实。本研究组就此作了积极的探索和较深入的研究,创新和发展了多种形式和研究碳原子团簇的方法,精心设计了一系列实验,综合运用多种研究手段,明确了氯原子存在下碳簇的生长过程,发现了氯原子等自由基对富勒烯形成的催化作用,总结了碳等原子团簇形成的统计分布规律,表征了C60的聚合和南方坍塌过程,在碳原子团簇的形成研究中取得重要进展。     

原子团簇结构的研究

采用分子动力学方法，选取偶势描述团簇体系原子间的相互作用，得到偶势参数不同时的原子团簇的稳定结构，并提出此范围内原子排布的普遍规则。     

碳化学的新领域——C60碳笼簇的化学性质

讨论了Ｃ６０碳笼簇与金属的反应,氧化还原反应,加成反应,取代反应和聚合反应等几种类型的化学反应。     

激光烧蚀C60衍生物产生奇数碳笼团簇

利用激光烧蚀飞行时间质谱技术研究了Ｃ６０衍生物Ｃ６０ＣＨ２,Ｃ６０Ｒ２的Ｃ６０ＨＲ（Ｒ＝ＣＨ５ＣＯ－）的富勒烯团簇动力学,在负离子通道,对Ｃ６０ＣＨ２及Ｃ６０Ｒ２可清楚地观测到Ｃ５５＾－,Ｃ５７＾－等碳笼团簇离子,而对Ｃ６０ＨＲ虽然其正离子谱与Ｃ６０ＣＨ２和Ｃ６０Ｒ２相似,却观测不奇数碳笼团簇的产生。初步讨论了奇数碳笼团簇的产生及其与衍生物结构的关系。     

C60碳笼分子的结构和性质

本文介绍了新近发现的Ｃｎ碳原子簇分子中的Ｃ６０碳笼分子，讨论了它的结构，性质和反应。     

C60的惰性气体原子化合物分子力学研究

利用分子间相互作用势模型对惰性气体原子在Ｃ６０分子内所形成的化合物进行了研究，讨论了惰性气体原子Ｘ的平衡位置及体系的稳定性，Ｈｅ，Ｎｅ和Ａｒ原子的平衡位置在Ｃ６０笼的中心，而Ｋｒ和Ｘｅ原子则在Ｃ６０笼外比在其内部时体系更稳定，通过考察其附加原子半径大小，可以对附加原子与Ｃ６０笼能否形成稳定的化合物提供预见性。     

掺杂化合物K3C60晶体的结合能

利用点电荷模型,计算了Ｋ３Ｃ６０晶体的结合能,得出晶格常数为α＝１４．３４Ａ,并给出体积弹性模量,求得的晶格常数和实验测量值相符。     

碳原子线修饰电极对尿酸的电催化作用

通过循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了碳原子线（CAW）修饰电极对尿酸电化学反应的催化作用.研究发现,在含有0.5 mmol/L尿酸的pH=6.8的0.1 mol/L PBS缓冲溶液中,尿酸在CAW修饰电极上的氧化峰电位比裸玻碳电极上的氧化峰电位负移0.049V,而氧化峰电流ipa比裸玻碳电极增加了3.96倍,说明碳原子线修饰电极对尿酸的电化学过程具有很好的催化作用.     

C60-C70混合团簇的基态结构及其融化行为

采用Girifalco势和遗传算法优化计算了(C60)13-n(C70)n(n=0～13)混合团簇的基态结构，结果表明，它们都是二十面体；应用标准的蒙特卡罗方法对(C60)2(C70)11混合团簇的融化行为进行了研究，结果显示，当T=801K时，团簇开始融化，经过一较长的温度区间才达到完全融化．     

C60分子中原子坐标的计算

运用Ｃ６０分子的Ｉｎ对称性及矢量运算方法,引入调节参数λ计算了正二十面体被截取顶角后的具有Ｃ６０分子结构的原子坐标,当输入的调节参数λ＝０．３３７,Ｃ６０分子的半径Ｒｃ＝３．５５Ａ时,计算得到的长短键分别为１．４４９６Ａ和１．４０Ａ,与测量值相符,并计算了在Ｃ６０面心立方晶体为１．４４９６Ａ和１．４０Ａ,与实验测量值相符,并计算了在Ｃ６０面心立方晶体中,Ｃ６０的二次轴与晶轴取向一致时的各碳原子坐标     

Gaussian软件在H2分子的结构和价键理论教学中的应用

价键法解H2的结构是结构化学教学中的一个重要内容,本文通过借助Gaussian软件对H2分子进行了势能面扫描,描绘了其能量曲线,并且比较了价键法(VB)和分子轨道法(MO)计算得到的电子云分布,将复杂的线性变分法解波函数简单化,增加了课堂生动性,提高了教学质量.     

退火对C60膜结构及PPC效应的影响

研究了退火前后Ｃ６０膜的ＰＰＣ效应。结果表明，随着高温退火温度的升高，Ｃ６０膜的结果由非晶相向多晶相转变，同时其ＰＰＣ效应减弱，基于以上实验事实，对上述结果给出了合理的理论解释。