[4，6]-富勒烯及其BN取代物的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的理論研究.pdf

1、本工作運用密度泛函B3LYP方法比較系統(tǒng)地研究了[4，6]-富勒烯C24和C32的BN取代產(chǎn)物的幾何結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的關(guān)系，獲得了[4，6]一富勒烯BN取代的一些規(guī)則，并且用AMl半經(jīng)驗量子化學方法，初步探討了富勒烯[4，6]-C24的二聚體、四聚體、八聚體及相應的BN團簇的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的遞變規(guī)律。本論文主要包括以下三部分： 1.用密度泛函方法，在B31YP/6-3lG(d)理論水平上優(yōu)化了由四員環(huán)與六員環(huán)構(gòu)成的富勒烯C24的所有B

2、N取代物的構(gòu)型，分析了各異構(gòu)體相對穩(wěn)定性與雜原子取代位置間的關(guān)系；對各異構(gòu)體進行了頻率分析，計算了C24-2x(BN)x=l～12)最穩(wěn)定異構(gòu)體的正則振動模式。結(jié)果表明：BN取代共邊六員環(huán)公共邊上的碳原子所得C22BN為最穩(wěn)定的單BN取代物，C22BN各異構(gòu)體的穩(wěn)定性土要由體系的共軛性質(zhì)決定；而富勒烯C24的多BN取代物的穩(wěn)定性主要由環(huán)張力決定，也受體系的共軛性質(zhì)影響。能量數(shù)據(jù)表明隨著BN取代單元的增加，C24-2x(BN)x的穩(wěn)定性增

3、強，并且振動光譜變得更簡單，吸收增強。 2.在混合密度泛函B3LYP理論下，用6-3lG基函數(shù)對[4,6]-C32的單BN取代產(chǎn)物和二BN取代產(chǎn)物進行了幾何構(gòu)型優(yōu)化和頻率分析。計算結(jié)果表明，BN取代四六公共邊所得CaoBN異構(gòu)體最穩(wěn)定，異質(zhì)富勒烯的穩(wěn)定性受體系共軛性質(zhì)的影響，主要由環(huán)的張力決定；C28(BN)2一l中兩對BN原子首尾相連構(gòu)成一個四員環(huán)是最穩(wěn)定異構(gòu)體，體系的穩(wěn)定性主要由環(huán)張力決定。[4，6]-富勒烯C32和C24的