過(guò)渡金屬小團(tuán)簇與NO和O2相互作用的密度泛函理論研究.pdf

1、隨著團(tuán)簇研究的不斷深入，金屬團(tuán)簇和小分子氣體相互作用的研究越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。小分子氣體對(duì)于金屬團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都有一定的影響。因此，人們期望從理論上揭示金屬團(tuán)簇和小分子氣體相互作用的形成機(jī)理和穩(wěn)定性規(guī)律，為這些團(tuán)簇化合物的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)與指導(dǎo)。
　　 本論文中，我們利用GAUSSIAN09軟件計(jì)算程序包，采用密度泛函理論(DFT)的雜化密度泛函B3LYP方法，在充分考慮了自旋多重態(tài)的基礎(chǔ)上分別研究了M2NO(M=Sc-

2、Zn)團(tuán)簇，TinO2(n=1-10)中性和陰離子團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)，得出以下結(jié)論:
　　 首先分析了NO與3d金屬二聚體的相互作用，確定了M2NO(M=Sc-Zn)的基態(tài)結(jié)構(gòu)、電子態(tài)和頻率。計(jì)算結(jié)果和已有的相關(guān)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)果基本一致。隨著元素周期表從左向右，NO分子與3d過(guò)渡金屬二聚體相互作用的配位形式從側(cè)基(Sc，Ti，V)，到半橋基(Cr)，再到端基(Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu)。隨著元素周期表從左向右，基態(tài)結(jié)構(gòu)M

3、2NO的N-O伸縮振動(dòng)頻率逐漸增大，而N-O鍵長(zhǎng)逐漸減小。
　　 其次研究了Tin團(tuán)簇與O2分子的相互作用。計(jì)算結(jié)果表明，兩個(gè)氧以分離的原子狀態(tài)吸附在金屬團(tuán)簇的表面，呈現(xiàn)出以一個(gè)鈦原子為中心的O-Ti-O的相鄰吸附形式。中性團(tuán)簇和陰離子團(tuán)簇的能量最低結(jié)構(gòu)相似，但是陰離子團(tuán)簇能量更低。穩(wěn)定性分析表明TinO2具有很高的穩(wěn)定性，特別是TiO2和Ti7O2。基于最低能量結(jié)構(gòu)，討論了團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)和磁性，發(fā)現(xiàn)電子從Ti原子向O原子轉(zhuǎn)移，