金属Mo的电子结构和物理性质

由于固体中多原子相互作用势能函数的建立和原子状态构造原则的提出,Pauling的金属价键理论已发展到一个定量的精确化的水平.本文的主要目的是应用这个新势能函数和原子状态构造原则系统地对金属Mo的电子结构和物理性质进行分析.随后计算了金属Mo的势能曲线、结合能、晶格常数、体弹性模量、杨氏模量以及线热膨胀系数随温度的变化.这些性质的理论值与实验值均符合很好.     

共价半导体中空原子球参数的确定

本文提出一种确定共价半导体中空原子球及实原子球参数的简单方法。这个方法表明,晶体中的空球参数完全由实原子的有效芯区半径和格常数决定。而有效芯区半径可以方便地由原子问题的Kohn-Sham方程自洽解得到。巳经利用本方法和LMTO-ASA程序计算了一系列Ⅲ-Ⅴ化合物半导体的自洽能带结构。其结果同其他从头计算方法的结果很符合,从而为LMTO-ASA方法在开结构共价材料电子性质的研究中,提供了推广应用的基础。     

贵金属Ir的原子状态与物理性质

据纯金属单原子理论确定面心立方结构（fcc）贵金属Ir的原子状态为[Xe]（5dn）^4.50（5dc）^2.50（6sc）^1.63_（6sf）^0.37,并对金属Ir的密排六方结构（hcp）和体心立方结构（bcc）初态特征晶体及初态液体的原子状态进行研究;在此基础上,解释Ir的原子状态与晶体结构的关系,计算fcc-Ir的势能曲线,体弹性模量、线热膨胀系数、晶格常数和比热容等随温度变化的曲线.研究结果表明：计算值与实验值基本吻合,计算值可用于电催化剂的优化设计.     

SiC相变和热动力学性质的第一性原理计算(英文)

利用基于密度泛涵理论的全势能线性糕模轨函法计算了闪锌矿(ZB)和岩盐(RS)结构的SiC的相变和热动力学性质.结果发现SiC从ZB结构到RS结构的相变压力为55.9GPa,与其他计算结果一致.通过实验测得SiC在高温高压条件下的性质存在较大困难,因此基于准谐德拜模型本文研究了ZB结构和RS结构的热动力学性质,并且成功得到了相对体积V/V_0随压强P,热膨胀系数随温度T,德拜温度■和热容Cv随压强,以及热容随温度的变化关系,其中相对体积V/V_0随压强P的变化关系与实验结果吻合的较好.     

金属Ag的电子结构和性质

应用新发展的金属价键理论对金属Ag的电子结构和性质进行了系统研究。我们采用单原子状态自治法确定金属Ag的电子结构为[Kr](4d_n)~(5.33)(3d_c)~(4.53)(5S_f)~(1.14)。依据这种电子结构计算了晶格常数、结合能、势能曲线、体弹性模量和线热膨胀系数随温度的变化,理论值与实验值均符合较好。本文列举了金属Cu和Au的原子状态参数,键参数和主要物理性质,金属Cu的电子结构为[Ar](3d_n)~(4.89)(3d_c)~(4.77)(4S_f)~(1.34),金属Au的电子结构为[X_c](5d_n)~(4.65) (5d_c)~(4.71)(6S_c)~(0.62)(6S_f)~(1.02);分析了贵金属Cu,Ag和Au的共同特点和彼此间的差异;并以简明的方式说明价键理论和能带理论的要点,对比了两种理论所得金属Cu,Ag和Au的准电子占有数(QEO),它们彼此非常相近,这充分显示了价键理论与能带理论彼此是可以沟通的。     

第一性原理研究TiH_2的结构和热力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了TiH2原胞体系的晶体结构、电子结构和总能,获得了体系的稳定晶格常数、总体能量与体积的函数关系.并利用准谐德拜模型研究了在不同温度(T=0～1800K)和压力(P=0～140GPa)下TiH2的热力学性质,如弹性模量与压强,热熔与温度,热膨胀系数与温度或压力的变化关系.结果表明:TiH2的晶格常数与实验值符合较好;在一定温度下,相对体积、热熔随着压强的增加而减少,德拜温度、弹性模量随着压强的增加而增加;而定容热容CV随温度升高而升高,高压下温度对TiH2热膨胀系数的影响小于压强对热膨胀系数的影响.     

金属Mo的价键结构随温度和压力的变化

根据能形法确定金属Mo的价键结构,并研究金属Mo的价键结构随温度和压力的变化。研究结果表明:室温时,金属Mo的外层价电子数为e c4.910 4(dc2.700 4+sc0.560 0+p1c.650 0)e1f.089 6,单键半径为0.128 08 nm;随着温度升高,金属Mo的共价电子减少,近自由电子增加,但在固相范围内变化不大;随着温度升高,键长增长,键价降低,键能也降低;零压时金属Mo的外层价电子数为e c4.903 2(dc2.703 2+sc0.560 0+p1c.640 0)e1f.096 8,单键半径为0.128 04 nm;随着压力的升高,金属Mo的共价电子增加,近自由电子减少,晶体的共价性增加,金属性减弱,且键长缩短,键价增大,键能降低。     

金属锌的电子结构及物理性质

用新发展的金属价键理论，系统分析了金属Ｚｎ的电子结构和性质．用单原子状态自洽法确定金属Ｚｎ的电子结构为［Ａｒ］（３ｄｎ）６．２２７９（３ｄｃ）３．７７２１（４Ｓｃ）０．０５２８（４Ｓｆ）１．９４７２，计算了晶格常数、结合能及势能曲线、各种弹性模量和线膨胀系数随温度的变化．计算结果与实验值符合较好．     

AlH自由基在外电场中的分子特性和势能函数

在B3P86/cc-PV5Z水平下,研究了AlH自由基分子在不同外电场中的平衡几何、偶极矩和振动频率等物理性质参数,在此基础上设置合适的外场参数,采用高精度能量计算方法CCSD(T)扫描单点能获得其势能曲线.结果表明物理性质参数和势能值随外电场的变化而变化,且在反向电场中变化幅度较大.利用Morse势模型拟合无外场下势能函数,得到的拟合参数与实验值吻合较好,采用偶极近似构建外电场下的势能函数模型,编制程序拟合对应的势能函数,得出拟合参数,进而计算临界离解电场参量,结果与数值计算值较为一致,说明构建的模型是可靠和准确的.这为分析外场下多原子体系势能面、动力学特性和分子Stark效应冷却囚禁提供重要的理论和实验参考.     

金属Hf的电子结构和物理性质

依据金属单原子理论（ＯＡ） 确定了密排六方结构（ｈｃｐ） αＨｆ 的电子结构为［Ｘｅ］（５ｄｎ）０ ．３６８０（５ｄｃ）２．０４１ ４（６ｓｃ）１．４０６ ６（６ｓｆ）０．１８４０ ,通过计算得到了其势能曲线、晶格常数、结合能、弹性和热膨胀系数随温度的变化,对其体心立方结构（ｂｃｃ）和面心立方结构（ｆｃｃ）初态特征晶体和初态液体的电子结构进行了研究,分析了ｆｃｃ 结构的Ｈｆ 不能以纯组元的形式在自然界中存在的原因,得到了不同晶体结构Ｈｆ 的结构参数和性能参数,为金属Ｈｆ 及其相关材料的理论设计提供了完整的数据资料．     

镧—菸酸配合物的电子结构与化学键性质研究

用分子轨道法研究了镧－菸酸配合物的电子结构和化学键性质．配合物的ＨＯＭＯ（最高占据分子轨道）主要由Ｃ、Ｏ、Ｎ原子的２ｐ轨道组成；ＬＵＭＯ（最低非占据分子轨道）主要由Ｌａ３＋离子的６ｓ、５ｄ、４ｆ轨道组成．在配位过程中有配体向金属离子的电荷转移．配体共转移１．０１７个电子到金属离子上，与Ｌａ３＋离子带１．９８３个正电荷相符合．Ｌａ—Ｏ键具有一定的共价性，由Ｃ原子、两个Ｏ原子与金属离子形成的共价键有一定的流动性．其中５ｄ轨道对形成Ｌａ—Ｏ配位键贡献最大，４ｆ轨道贡献最小．     

NO2大π键量子化学研究

用量子化学从头算MP2、QCISD、CCSD方法结合6-311＋＋G（3df,3pa）基组的计算水平以及休克尔分子轨道（HMO）理论对基态NO2大π键进行了研究。结果显示,基态NO2中氮原子接近sp2杂化。未参与成键的杂化轨道电子占据数约为0．99。大π键中成键电子和反键电子总数均约为3．62,;而自然键轨道（NBO）...     

Theoretical study on Fe-Al clusters: geometric structure, bonding law and electronic structures

Structures of the small Fe-Al clusters with different atom proportion are calculated using the B3LYP method in density functional theory (DFT). Calculated results show that the Al atoms lose electrons easily while the Fe atoms capture electrons easily. The most stable geometry is the bonding between Fe and Fe atoms and between Fe and Al atoms with the largest possibility, and the cluster stability law with the same atom proportion accords with the change of the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy and the entropy of cluster system. Moreover, the electronic structure study of the ground-state Fe3Al and Fe2CrAl clusters shows that the substitution of Cr atom for the Fe atom located at the next neighboring site of Al atom reduces localized electrons not only between Al atom and the next neighboring Cr atom, but also between Al atom and the nearest neighboring Fe atom. Although the substitution increases the plasticity and the magnetism of intermetallic compound, the stability of the system slightly decreases. Our theoretical results agree well with the experimental results.     

Co_3Ti和氢化Co_3Ti的电子结构与总能(英)

采用紧束缚LMTO（TB－LMTO）方法计算了Co3Ti和它的氢化物Co3TiH的电子结构与电子总能．计算得到的晶格常数及体弹性模量与实验符合得很好．Co3Ti吸收H后的能量及体积变化的结果表明Co3Ti的氢化反应很容易发生，这与实验结果也是相符的．     

NiSOD天然酶活性中心量子化学研究

通过密度泛函理论计算了天然NiSOD氧化态(ox)/NiSOD还原态(red)的活性中心的电子结构.采用INDO/S方法计算了电子光谱,并与实验值进行了比较.从前线分子轨道及自然键轨道布居等方面揭示了S原子在催化超氧阴离子的活性中的作用,以及NiSOD具有较高结构稳定性的原因.结果表明:NiSODox/NiSODred分别以低自旋态为最稳定状态,计算值与实验结果一致.     

Ti原子位置对立方SrTiO3电子结构的影响

基于第一性原理密度泛函理论框架下的平面波超软赝势计算方法,计算分析了Ti原子Z轴分数坐标的移动对立方SrTiO 3的能带结构、能态密度和Mulliken电荷布居方面的电子结构的影响。计算结果表明,随着Ti原子Z坐标的上移,O原子的电子逐渐转移到Ti原子上,使得O的部分电子能量升高,Ti的部分电子能量降低,价带与导带渐渐重叠,能隙消失,即Ti原子位置可以强烈影响SrTiO 3的电子结构。     

Si在Au(111)面的电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理,对Si原子在Au(111)表面和体内掺杂的电子结构和光学性质进行了比较研究。结果表明,在Au(111)体内掺杂时,Si原子与周围六个Au原子成键,p电子更局域。电荷密度分析表明,掺杂Si后,Au原子周围的电子密度明显减少,而SiAu原子之间的电子密度明显增加,电子由Au原子向SiAu原子之间转移。通过计算Mul-liken键级表明,SiAu原子之间形成共价键,表面掺杂时的SiAu键级比体内大。吸收谱的计算表明,在体内掺杂Si原子时的吸收谱明显增强。     

原子及轨道电亲性：新能量标度及其相关分析

应用原子的平均电离能来近似度量电亲性或电负性。所提出的电亲性新标度XLL与总电离能U除以原子价壳层电子数目N即平均电离能B成正比，进一步地从原子总电离能T或平均电离能B可确定其价与杂化轨道电亲性。它们虽支接从基态自由原子计算得到，却与从热化学数据得到的鲍林电负性颇为一致，因而计算上避免了其经验性，也可方便地计算惰性元素的电亲性，应用上同样具有广适性，并已显示出其优越性和独到处。     

氮掺杂(10,0)单壁碳纳米管的电子结构

利用密度泛函第一原理研究不同氮掺杂方式(10,0)单壁碳纳米管的电子结构. 当氮原子取代碳纳米管中的碳原子时, (10,0)单壁碳纳米管转变为n型半导体. 当氮原子吸附在碳纳米管表面时, (10,0)单壁碳纳米管转变为p型半导体, 同时与吸附氮原子相连碳原子的p轨道上的小部分电子被激发至d轨道上. 