C-,20-分子異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)與特性研究.pdf

1、首先，本文研究了C20三種異構(gòu)體的基本結(jié)構(gòu)特征，并采用HMO方法對環(huán)型，碗型，籠型三種異構(gòu)體進行了穩(wěn)定性比較，得到了它們的穩(wěn)定性次序。然后在對C20富勒烯分子了解的基礎(chǔ)上選擇了對富勒烯計算比較適合的密度泛函理論進行了所有計算。根據(jù)計算模型的需要和計算機軟硬件的實際情況采用了密度泛函理論中比較常用的B3LYP方法和6-31G*基組。首先，我們對屬Ih對稱群的C20富勒烯進行了傳輸特性研究，然后對屬于C1對稱群的C20富勒烯的閉殼層基態(tài)結(jié)構(gòu)

2、為模型在高斯98上進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，振動頻率等計算，得到了屬于C1群的C20富勒烯分子的能量、能級、能隙、振動光譜、電子結(jié)構(gòu)等特征。它的分子軌道具有明顯的離域特征，這可能是C20富勒烯分子雖然違反五元環(huán)隔離規(guī)則卻能夠穩(wěn)定存在的原因。在對C20富勒烯有了更全面認識的基礎(chǔ)上，我們又選擇了迄今為止被認為是最可能穩(wěn)定存在的其它幾種分屬D2h，C2h，D3d，C2和Ci對稱群的C20富勒烯進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，頻率以及NBO(自然鍵軌道)計算并對結(jié)果進行

3、了分析，這也是本文的主要創(chuàng)新點。通過對這幾種對稱群C20富勒烯分子的能量，能級，能隙，振動光譜以及電子結(jié)構(gòu)等特征進行比較發(fā)現(xiàn)：最短的C-C鍵長為0.1368nm，最長的鍵長為0.1538nm，都出現(xiàn)在屬于C2對稱群的C20分子中，有明顯的離域特征，與從分子軌道密度圖看到的C20分子的離域特征一致。分屬這幾種對稱群的C20富勒烯分子能量差別很小，能量并不隨對稱性降低而逐漸降低，它們基本屬于等能體，并且LUMO-HOMO能隙大小也基本相同。