团簇MnPS3磁学性质分析

为探究团簇MnPS₃的磁学性质,设计了团簇MnPS₃的初始构型,并运用密度泛函理论(density functional theory, DFT)在B3LYP/def2-tzvp水平下对其进行优化处理,最终得到6种单重态和3种三重态稳定构型.利用Multiwfn程序计算团簇MnPS₃三重态构型的成单电子数、自旋布居数、自旋磁矩、轨道态密度及电子自旋密度差等磁性相关数据.结果表明,各轨道对团簇MnPS₃磁性的贡献大小为d轨道>p轨道>s轨道>f轨道;金属Mn原子对团簇MnPS₃磁性的影响较大,非金属原子P和S对团簇MnPS₃磁性的影响较小;d轨道态密度图对称性较差,且对应峰值相差较大,故d轨道是团簇MnPS₃磁性的主要贡献者.     

团簇CrPS4催化析氢密度泛函研究

为了探究团簇CrPS₄的催化析氢能力,依据拓扑学原理,利用密度泛函理论,采用B3LYP泛函和def2-tzvp基组,运用Gaussian09量子化学软件对团簇CrPS₄的基础构型分别在二重态和四重态下进行优化运行,获得16种稳定构型,其中10种构型在吸附氢原子后能够稳定存在。从前线轨道理论、HOMO-LUMO轨道能级差以及键级方面对团簇CrPS₄的10种构型的吸附与解吸能力进行探究,结果表明：在团簇CrPS₄中,S原子为主要活性位点;在结合氢原子后,相对于二重态构型,四重态构型的稳定性较高,催化活性较强,更适合用于催化析氢;团簇CrPS₄的催化析氢能力因构型不同而异,在与水反应形成(CrPS₄)—H构型的过程中,构型4⁽(4))吸附氢原子的能力最强,而在解吸过程中,构型7⁽(2))更占优势;构型8⁽(4))的综合析氢能力在10种构型中最强,其次为构型5⁽(4))和6     

二维CrPS4异构化反应的热力学与动力学研究

本文依据拓扑学原理,从热力学和动力学角度出发,利用密度泛函理论,对团簇CrPS₄的异构化反应进行研究。结果表明：团簇CrPS₄的异构化反应过程主要依赖于非金属原子之间键的断裂和生成,异构化反应的生成物稳定性越好,反应物与生成物稳定性相差越大,异构化反应的平衡常数就越大,反应进行得就越完全;反应物越不稳定,本身含能就越高,跃迁到活化状态所需要的活化能就越低,就越容易发生异构化反应;所有构型均能通过异构化反应转化为稳定性较好的构型1⁴、 1²、 3⁴、 2²和2⁴。5⁴-2⁴和6⁴-1⁴的反应速度最快且进行得最彻底。熵增反应正反应的指前因子大于逆反应指前因子,对正反应速度促进作用更大,这一差值使得异构化反应越易进行。     

基于密度泛函理论对团簇CrPS4的光谱分析

为快速、高效得到物质的谱图数据,利用计算化学方法,根据拓扑学原理,利用密度泛函理论,对团簇CrPS₄ 10种优化构型的红外光谱、拉曼光谱、偶极矩以及极化率进行了分析,并利用构型2~((4))的理论红外谱图与前人所得实际光谱图进行了对比。结果显示：CrPS₄红外光谱的波峰大致分布在300～700 cm^-1范围内,拉曼光谱的波峰范围主要分布在200～700 cm^-1范围内;团簇CrPS₄振动形式为伸缩振动时,其对入射光的吸收强度较大;在频率较低的波段,CrPS₄更易发生红外吸收,在频率较高的波段,更易发生拉曼散射;总偶极矩的排列顺序为2~((2))>6~((4))>4~((2))>3~((2))>3~((4))>4~((4))>1~((2))>2~((4))>5~((4))>1~((4)),偶极矩越大,红外活性越强;极化率大小关系满足5~((4))<1~((4))<6~((4))<4~((...     

团簇FePS3的成键及稳定性分析

为了分析研究团簇FePS₃的成键情况及稳定性,在B3LYP/def2-tzvp水平下,运用密度泛函理论对团簇FePS₃进行全参数优化计算,得到二、四重态下共12种稳定构型。平面五边形构型1(4)的校正能、结合能和吉布斯自由能变均最小,热力学稳定性最优。从各原子间化学键的平均键级、平均键长和成键键级贡献率分析发现,团簇FePS₃各原子间成键键级贡献率的顺序为：P-S键>Fe-S键>S-S键>Fe-P键。其中P-S键的平均键级较大,平均键长较短,成键强度最大,对团簇FePS₃总成键键级贡献率也最大。研究结果可为非晶态合金Fe-P-S三元体系的磁性、电子性质及催化性质的研究提供理论依据。