硼氮多面體分子的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文運(yùn)用從頭算Hartree-Fock方法和密度泛函理論方法系統(tǒng)研究了硼氮多面體分子的幾何結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性的關(guān)系。
　　 本論文主要包括以下四部分：
　　 1.采用密度泛函理論方法研究了B、N原子交替四六元環(huán)多面體分子F4F6-(BN)n(n=10-22)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果顯示：最低能量異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)中不包含兩個(gè)四元環(huán)共邊而形成的B44鍵；當(dāng)多面體分子中包含B44鍵時(shí)，它們的總能量隨著所包含的B44鍵個(gè)數(shù)的增多而

2、顯著增大。這表明F4F6-(BN)n多面體分子遵循獨(dú)立四元環(huán)規(guī)則和四元環(huán)比鄰懲罰規(guī)則。同時(shí)，結(jié)構(gòu)分析表明四元環(huán)相交頂點(diǎn)上的B、N原子錐化角決定了分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)多面體分子的結(jié)合能與不同邊數(shù)目之間進(jìn)行擬合，所得的模型可以用來考察其它F4F6-(BN)n多面體分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　 2.采用密度泛函理論考察了B、N原子交替多面體F4F6-(BN)n(n=23-30)的分子結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性之間的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明：四元環(huán)相交頂點(diǎn)上的

3、原子顯著突出于(BN)n多面體分子的表面，且有較大的原子錐化角；能量最穩(wěn)定的異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)中不包含四四鍵(B44)，且當(dāng)多面體分子中包含B44鍵越多時(shí)其穩(wěn)定性越低，這表明F4F6-(BN)n多面體分子遵循獨(dú)立四元環(huán)規(guī)則和四元環(huán)比鄰懲罰覿則。原子錐化角決定了異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)多面體分子結(jié)合能與不同頂點(diǎn)數(shù)目之間進(jìn)行了擬合，所得的模型可以用來考察其它F4F6(BN)n多面體分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　 3.采用密度泛函理論研究了B

4、、N原子交替四六八元環(huán)組成的B13N13多面體分子的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性之間的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果顯示：包含八元環(huán)的異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)同樣遵循四元環(huán)比鄰懲罰規(guī)則，它們的相對(duì)能量隨著分子結(jié)構(gòu)中所包含八元環(huán)個(gè)數(shù)的增多而顯著增大；然而，包含一個(gè)八元環(huán)并且具有C1對(duì)稱性的異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)是所有異構(gòu)體中最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，且趨近球形及包含最少的B44鍵數(shù)目。這些結(jié)果表明在研究(BN)n多面體最穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時(shí)，那些包含八元環(huán)的異構(gòu)體應(yīng)該被考慮在內(nèi)。
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5、采用密度泛函理論考察了F4F6F8-(BN)n(n=10，12，14)多面體分子的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性之間的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明：(BN)10，(BN)12，(BN)14多面體分子中，最穩(wěn)定異構(gòu)體中不包含八元環(huán)，次穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中包含八元環(huán)的數(shù)目分別為1、1、2；包含八元環(huán)的多面體結(jié)構(gòu)同樣遵循四元環(huán)比鄰懲罰規(guī)則，它們的相對(duì)能量隨著八元環(huán)的增多而顯著增火。總體上看，包含不同八元環(huán)結(jié)構(gòu)的多面體最穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu)趨近球形，具有較大的能隙及包含最少的B44鍵個(gè)數(shù)。