過渡金屬小團簇與NO和O2相互作用的密度泛函理論研究.pdf

1、隨著團簇研究的不斷深入，金屬團簇和小分子氣體相互作用的研究越來越受到人們的廣泛關(guān)注。小分子氣體對于金屬團簇的結(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簇和小分子氣體相互作用的形成機理和穩(wěn)定性規(guī)律，為這些團簇化合物的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)與指導。
　　 本論文中，我們利用GAUSSIAN09軟件計算程序包，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)團簇，TinO2(n=1-10)中性和陰離子團簇的幾何結(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。計算結(jié)果和已有的相關(guān)實驗或計算結(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伸縮振動頻率逐漸增大，而N-O鍵長逐漸減小。
　　 其次研究了Tin團簇與O2分子的相互作用。計算結(jié)果表明，兩個氧以分離的原子狀態(tài)吸附在金屬團簇的表面，呈現(xiàn)出以一個鈦原子為中心的O-Ti-O的相鄰吸附形式。中性團簇和陰離子團簇的能量最低結(jié)構(gòu)相似，但是陰離子團簇能量更低。穩(wěn)定性分析表明TinO2具有很高的穩(wěn)定性，特別是TiO2和Ti7O2?；谧畹湍芰拷Y(jié)構(gòu)，討論了團簇的電子結(jié)構(gòu)和磁性，發(fā)現(xiàn)電子從Ti原子向O原子轉(zhuǎn)移，