超原子复合物Al 14 X和TM@Si 16 -TCNQ的理论研究
发布时间：2021-09-22 22:32
超原子是一种具有特殊大小和组成的稳定团簇。它不仅可以模拟元素周期表中单个原子的化学性质,而且可以作为基本构建单元来构造新型功能材料。本文主要研究内容如下:1、我们在TPSS/Def2-TZVPP水平下设计了一系列新型超碱土金属复合物Al14X（X=F2、Cl2、Br2、I2、（OH）2、O、S）。Al14和X配体间的作用位置和作用方式均会影响最终超原子复合物的异构体稳定性。一方面,与中间的结合位点相比,Al14顶部和底部的结合位点活性更高。另一方面,当配体与Al14相结合时,不同的配体支持不同的作用方式。例如,卤素配体更倾向于占据Al14顶点的位置。相反,对于Al14氧化物,氧原子连接在Al14端点的构型是最不稳定的。NPA分析表明:Al14团簇可以向配体X提供电子。AIM分析表明Al14
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Al14的最低能量结构和最高占据分子轨道
图 3.2 复合物 Al14F2的优化结构，Al14与配体之间有两种作用方式。从图 3.2 中可以看出，Al14F2的前七个异构体以及异构体 F9 属于 group I，也就是说每一个 F 配体都以点对点的方式与 Al14相互作用。异构体 F1 和 F2 中的配体采取对位结合的方式，其中一个 F 原子连接在 Al14的顶点，另一个与底端的 Al 原子相结合。F1 和 F2 均包含一个带帽二十面体的 Al14，后者总能量只比前者高 0.3 kcal/mol。两者之间最大的不同在于：F1 的 Al14骨架更接近于 C2v对称性，而在 F2 中更接近于 C3v对称性。异构体 F3、F7 和 F9 中的配体以邻位方式结合，即两个 F 原子分别连接在两个相邻的 Al 原子上。异构体 F3 在能量上比 F1 高 2.6 kcal/mol，其中两个 F 原子均连接在 Al14单元的底端。异构体 F7和 F9 的能量差是 1.8 kcal/mol。它们的 Al14构型和异构体 F1 的相似，并且两个F 配体分别连接在 Al14的顶点及其相邻的 Al 原子上。异构体 F4、F5 和 F6 是间
的 Al14构型发生了一定程度的扭曲，其中两个 F 配体分别与一个侧面和一个底部的 Al 原子相结合。其余五个结构属于 group II。一般来说，与 group I 相比，group II 中结构稳定性较差，说明每一个 F 配体都倾向于与 Al14上的单个 Al 原子相结合，而不是两个 Al 原子。这个规律同样适用于其他的 Al14卤化物。在 F8、F10 和 F11三个构型中，桥位和顶点或底端的 F 原子处在相邻的位置，即一个 F 原子与 Al1原子相结合，另一个 F 原子桥连在 Al1-Al2 键上。相反地，在异构体 F12 和 F13中两个 F 配体倾向于彼此远离。异构体 F10、F11 和 F13 的 Al14构型均和 F1的Al14骨架相似，而异构体 F8和 F12 的 Al14骨架与F2 的Al14子单元结构相似。值得注意的是：F 原子的分布也会影响结构的相对稳定性。例如，两个 F 配体分别与一个 Al 原子相互作用时倾向于彼此远离；而一个 F 配体占据 Al14顶点或底端时，另一个桥连的 F 配体更倾向于占据在与其相邻的位置。
本文编号：3404494
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Al14的最低能量结构和最高占据分子轨道
图 3.2 复合物 Al14F2的优化结构，Al14与配体之间有两种作用方式。从图 3.2 中可以看出，Al14F2的前七个异构体以及异构体 F9 属于 group I，也就是说每一个 F 配体都以点对点的方式与 Al14相互作用。异构体 F1 和 F2 中的配体采取对位结合的方式，其中一个 F 原子连接在 Al14的顶点，另一个与底端的 Al 原子相结合。F1 和 F2 均包含一个带帽二十面体的 Al14，后者总能量只比前者高 0.3 kcal/mol。两者之间最大的不同在于：F1 的 Al14骨架更接近于 C2v对称性，而在 F2 中更接近于 C3v对称性。异构体 F3、F7 和 F9 中的配体以邻位方式结合，即两个 F 原子分别连接在两个相邻的 Al 原子上。异构体 F3 在能量上比 F1 高 2.6 kcal/mol，其中两个 F 原子均连接在 Al14单元的底端。异构体 F7和 F9 的能量差是 1.8 kcal/mol。它们的 Al14构型和异构体 F1 的相似，并且两个F 配体分别连接在 Al14的顶点及其相邻的 Al 原子上。异构体 F4、F5 和 F6 是间
的 Al14构型发生了一定程度的扭曲，其中两个 F 配体分别与一个侧面和一个底部的 Al 原子相结合。其余五个结构属于 group II。一般来说，与 group I 相比，group II 中结构稳定性较差，说明每一个 F 配体都倾向于与 Al14上的单个 Al 原子相结合，而不是两个 Al 原子。这个规律同样适用于其他的 Al14卤化物。在 F8、F10 和 F11三个构型中，桥位和顶点或底端的 F 原子处在相邻的位置，即一个 F 原子与 Al1原子相结合，另一个 F 原子桥连在 Al1-Al2 键上。相反地，在异构体 F12 和 F13中两个 F 配体倾向于彼此远离。异构体 F10、F11 和 F13 的 Al14构型均和 F1的Al14骨架相似，而异构体 F8和 F12 的 Al14骨架与F2 的Al14子单元结构相似。值得注意的是：F 原子的分布也会影响结构的相对稳定性。例如，两个 F 配体分别与一个 Al 原子相互作用时倾向于彼此远离；而一个 F 配体占据 Al14顶点或底端时，另一个桥连的 F 配体更倾向于占据在与其相邻的位置。
本文编号：3404494
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