Ti-,n-N-,m-（n+m≤6）小團簇電子結構的理論研究.pdf

1、過渡金屬氮化物和碳化物易形成非晶態(tài)材料，這類物質一方面具有高熔點超硬度的典型共價化合物的性質，另一方面又具有很好的金屬性質，因而越來越受到理論化學家和實驗化學家的關注。但傳統(tǒng)的實驗方法難以表征這類物質的微觀結構。為此，本文試圖從量化計算的角度來討論Ti、N原子如何形成TinNm團簇，以及不同組成的TinNm團簇具有的幾何結構與電子性質。 論文采用雜化密度泛函方法(B3LYP)、贗勢基組(Ti采用Lanl2dz基組，N采用6-31

2、G(d)基組)，對各種組成的TinNm(n+m≤6)團簇進行幾何結構預測，找出可能的同分異構體，并進行了頻率計算，以確定是穩(wěn)定構型。并在穩(wěn)定構型的基礎上分析了電子性質。 得到主要研究結果如下： 1.當n+m≤4時，TinNm團簇基本為線形或平面構型，當n+m=5、6時，TinNm團簇都有近10個異構體，既有線形結構，也有平面結構，還有立體結構。 2.直線形結構中，TinNm團簇化學鍵多為強弱交替定域鍵，平面構型中

3、也有部分強弱交替鍵，定域鍵構型能量一般比離域鍵高，驗證了無序結構中一維多為定域鍵，二維部分定域鍵，三維基本離域鍵的Anderson理論。 3.當團簇的Ti原子數(shù)大于或等于N原子數(shù)時，N、N分開排列的結構能量較低，而當N原子數(shù)多于Ti時，N、N相連對能量有利。Ti、N等原子組成的團簇的聚合能比總原子個數(shù)相同的其它組成的聚合能都要大，說明該組成的團簇能量較穩(wěn)定，與實驗相符合。 4.TinNm團簇具有Ti、N原子互換的結構相似