P7^＋原子团簇及其特殊配位

在激光产生的磷原子团簇正离子的质谱图中,Ｐ７＾＋具有最强的谱峰。使用分子图形软件设计出２４种Ｐ７＾＋的同分异构体,并进行了分子力学,ＰＭ３半经验量子化学和ＡＤＦ密度泛函优化。在磷原团簇正离子模型中,磷原子采用二、三、四或六配位方式成键。     

原子团簇P+9的同分异构体预测

Ｐ８ 、 Ｐ＋９ 和 Ｐ＋２５是解释由激光产生的磷原子团簇正离子的质谱图的关键原子团簇, Ｐ＋２５ 可视为由 Ｐ８和 Ｐ＋９ 结合而生成的结构．使用分子图形软件设计出 １９ 种 Ｐ＋９ 的同分异构体,并进行分子力学、 Ｐ Ｍ ３ 半经验量子化学和 Ａ Ｄ Ｆ 密度泛函优化．所有的异构体模型中的磷原子均采用二、三和四配位成键．从各异构体成键能量的比较中可得知,具有平面和双键的结构较不稳定,某些对称性高的结构变形后更加稳定,最稳定的 Ｐ＋９ 构型是在楔状的 Ｐ８ 的侧下部增加一个磷原子所生成的结构．计算结果可为进一步设计大分子磷原子团簇正离子的结构并解释它们在激光质谱图上的尺寸分布打下基础．     

原子团簇P_(12)结构的从头算研究

使用分子图形学方法设计出 2 0种 P1 2 模型 ,并对其进行了分子力学、PM3半经验量子化学和 Gaussian98优化 .在 P1 2 模型设计中 ,磷原子采用二、三或四配位成键方式 .为了保证得到全局最小点 ,足够数量的模型设计是必要的 .从模型优化后的能量比较可得知 ,由 2个楔状 P8共享 4个原子的 D3d结构最稳定 .大多数 P1 2 采用全部原子均以全三配位的成键方式 ,而含有二配位结构总能量较高 .大量的 P1 2 结构中含有楔状 P8的子结构 ,许多磷原子团簇由四面体 P4和楔状 P8演变生成的 ,它们是构造大分子磷原子团簇的重要的结构基元 .磷原子团簇中的平面五员环子结构较平面六员环子结构稳定     

原子团簇P_(13)结构的密度泛函研究

使用分子建模软件设计出多种可能的P13团簇结构后,再用B3LYP密度泛函方法(6 31G 基组)进行几何优化和振动频率计算,得到了15种势能面上局域最小点结构(所有的振动频率均为正值),它们分别具有Cs和C2v对称性,原子团簇中的磷原子采用二或三配位成键.由楔状P8派生出的结构(Cs对称性)是最稳定的同分异体.从分子结构的几何形状上看,P8的楔状构型经常包含在P13的模型中,它是组成大分子磷原子的重要结构基元,可用来构造能量相对较低的大分子磷原子团簇.     

原子团簇P12结构的从头算研究

使用分子图形学方法设计出２０种Ｐ１２模型,并对其进行了分子力学、ＰＭ３半经验量子化学和Ｇａｕｓｓｉａｎ９８优化,在Ｐ１２模型设计中,磷原子采用二、三或四配位成键方式。为了保证得到全局最小点,足够数量的模型设计是必要的,从模型优化后的能量比较可得知,由２个楔状Ｐ８共享４个原子的Ｄ３ｄ结构最稳定,大多数Ｐ１２采用全部原子均以全三配位的成键方式,而含有二配位结构总能量较高,大量的Ｐ１２结构中含有楔状Ｐ８的子结构,许多磷原子团簇由四面体Ｐ４和楔状Ｐ８演变生成的,它们是构造大分子磷原子团簇的重要的结构基元,磷原子团簇中的平面五员环子结构较平面六员环子结构稳定。     

原子团簇 P6 和 P8 同分异构的从头算研究

使用分子图形学方法设计出１４种Ｐ６和２４种Ｐ８可能的结构,并对其进行了分子力学、ＰＭ３半经验量子化学和Ｇａｕｓｓｉａｎ９８从头算优化和频率计算。在磷原子团簇模型设计中,原子采用一、二、三或四配位。从各异构体的比较可得知,最稳定的Ｐ６是由正四面体Ｐ４派生出的结构,楔状结构Ｐ８总能量最低。四面体Ｐ４和楔状结构Ｐ８是设计磷原子团簇模型的重要的侯选子结构。磷原子团簇可使用单原子加和的方式逐步形成原子数目更     

原子团簇P13结构的密度泛函研究

使用分子建模软件设计出多种可能的P14团簇结构后．再用B3LYP密度泛函方法(6—31G^*基组)进行几何优化和振动频率计算．得到了15种势能面上局域最小点结构(所有的振动频率均为正值)．它们分别具有Cs和C2v对称性，原子团簇中的磷原子采用二或三配位成键，由楔状P8派生出的结构(C5对称性)是最稳定的同分异体．从分子结构的几何形状上看．P8的楔状构型经常包含在P13的模型中，它是组成大分子磷原子的重要结构基元，可用来构造能量相对较低的大分子磷原子团簇．     

磷原子团簇P7,P-7和P+7稳定结构的理论研究

用密度泛函理论的杂化密度泛函方法B3LYP,在AUG-cc-pVDZ水平上对P7,P 7和P-7团簇的稳定构型、电子结构和振动光谱等进行了理论研究,并与已有的理论结果做比较.通过对3种团簇稳定构型的局域自旋密度近似SVWN方法和MP2方法在AUG-cc-pVDZ水平上的计算,确证了正确的稳定构型.同时对2种密度泛函方法以及弥散基组的作用进行了比较和讨论.     

原子团簇N8的分子模型设计与量子化学计算

根据N5^ 和N3^-两种离子的存在,预测可能存在原子团簇N8,使用分子模拟软件设计出20种N8的同分异构体,然后采用量子化学从头算方法在HF／STO-3G理论水平下对各个分子进行了全构型优化、热力学计算和谐振频率分析,最后讨论了N8的实验合成路线．计算结果表明,有12种同分异构体可稳定存在,其中平面双五元环结构(D2h)最为稳定,能量分析表明,可稳定存在结构的N8含有比4个N2高得多的能量,如果能够合成出N8,将会成为潜在的绿色高能量密度材料。     

磷原子团簇P5稳定结构的理论计算

用MP2和DFT的B3LYP方法,在含有弥散函数的cc-pVDZ基组水平上,对磷原子团簇P5及其正、负离子可能存在的10种同分异构体进行扫描式优化,并通过振动分析对收敛的结果进行验证,以确定是否是稳定的平衡几何构型.结果表明,最稳定的P5为由正四面体的P4演变来的b结构的二重态,P5 和P5-则为由正方形P4演变来的e结构(正四棱锥)和j结构(平面正五边形)的单重态.这些与文献的报道是一致的,不同的是,其他稳定同分异构体的存在形式差别较大.例如,D2h的c结构是不存在的,而C2v的d结构则是新的发现.     

P_4团簇电子结构和振动光谱的理论研究

采用自洽场的HF方法、密度泛函BLYP方法,以及杂化的密度泛函B3LYP方法,利用6-311+G(d)基组对P4团簇的6种异构体进行了几何优化,并以此为基础计算了异构体的振动光谱。然后对上述异构体的几何构型、稳定性,以及振动频率进行了讨论。     

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.     

Al7和Al13团簇的原子特性

采用密度泛函理论研究Al7和Al13团簇的原子特性.分析它们的离化势、电子亲和势、得失电子的能力,与碱金属(Li,Na,K,Rb)和卤素原子(F,Cl,Br,I)之间的结合能和电荷转移等参数.Al7团簇的性质与Li原子比较类似,它可以被看作是类Li的超原子.而Al13团簇则表现出比较复杂的性质,其具有比较好的得电子能力,但氧化能力弱于典型的卤素原子,同时失去电子的能力也比较强,很容易被氧化,它的性质与卤素原子差别比较大,不能被简单地看成"超卤素原子".     

用密度泛函方法研究中性小银团簇的几何结构

采用密度泛函的广义梯度近似(GGA)下的BLYP方法,对中性Agn(n=2～12)团簇的几何结构进行了优化,结果表明,Ag2～Ag6团簇为平面结构,从Ag7团簇开始出现三维立体结构,同时发现三角形和畸变的五角双锥为中性银团簇结构的生长基础.     

CnP2+(n=1～7)团簇结构与能量的密度泛函研究

使用分子图形软件设计出多种CnP2 (n=1～7)的结构模型,并进行B3LYP密度泛函几何构型优化和振动频率计算.通过总能量的比较,最稳定的构型是具有D∞h对称性的线性结构.当n为奇数时团簇具有类似的聚炔结构性质,而n为偶数的团簇具有类似的累积二烯烃结构性质.电离能曲线具有明显地奇偶变化的规律,说明了n为奇数的团簇分子比n为偶数团簇稳定,这与激光质谱图的奇强偶弱的实验结果相符合.