具有流变性硼合金团簇结构和性质的理论研究

发布时间：2021-08-07 17:45

　　2010年,首例“汪克尔”分子马达B^-₁₉团簇的发现揭开了硼基团簇分子机器的研究序幕,随后设计、合成、表征具有动力学流变性的硼基团簇受到相关领域研究人员的密切关注。本论文在文献报道的Mg₂B₈纳米团簇“指南仪”研究基础上,通过对部件（指针、表盘）改造,理论设计了系列新型硼合金纳米团簇“指南仪”M₂B₇^-（M=Zn,Cd）及Mg₂BeB₈;通过引入过渡金属钨原子,降低了B₁₀团簇内外环间的转动势垒,设计了新型硼合金汪克尔分子马达WB₁₀。在理性设计基础上,本论文运用密度泛函理论（density functional theory,DFT）系统研究了这些新颖纳米团簇的几何结构、化学成键、芳香性及动力学流变性,相关结果进一步丰富、拓展了硼基团簇分子机器研究领域。本论文主要研究内容及结论如下:1.二元硼合金纳米“指南仪”M₂B

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

B19-团簇的全局极小结构（1）和过渡态结构（2）[55]

arrinelloMD模拟证明上述结构并不是它的全局极小结构，认为真正的GM应该是三维的并具有C3v对称性的结构[59]。1994年，Boustini预测GM结构由三个相邻的六角方锥组成的准平面结构[35]。1996年，Ricca和Bauschlicher在B3LYP/6-31G*水平上报道了B13+团簇真正的基态结构，即B10外环围绕着B3内核并且是一个具有C2v对称性的平面结构[46]。1998年，Schleyer课题组证明了Ricca和Bauschlicher的结论，理论确定了B13+团簇GM结构[60]，如图1.2所示。BOMD模拟揭示B13+团簇为汪克尔分子马达，外围B10环在室温下即可绕着B3内核自由旋转。图1.2B13+团簇的全局极小结构GM(1)与过渡态结构TS(2)[57]Fig1.2Structureoftheglobalminimum(1)ofB13+clusterandthetransitionstate(2)[57].2015年，王迎进等人理论研究了拉长的准平面B11-和B11团簇的结构特征和动力学性质[61]，全局极小结构中B2核被外围的B9环所包围。动力学模拟显示，在室温下，B11-和B11团簇的外围B9环像一条流动的链条围绕着B2单元自由旋转，像前进的坦克履带。之后，他们又发现了“双引擎”的亚纳米坦克履带B15+团簇[62]。在高温500K时，B15+团簇具有动力学流变性，外围B11环围绕B4内核进行自如转动。频率分析表明B15+团簇拥有两个振动软模，相当于内置“双引擎”，

图1.3双重流变的Be6B11-团簇[68]

【参考文献】：
期刊论文
[1]硼碳团簇BnC2（n=1～6）的理论研究[J]. 王若曦,张冬菊,朱荣秀,刘成卜.  化学学报. 2007(19)
[2]团簇物理的新进展（Ⅰ）[J]. 王广厚.  物理学进展. 1994(02)



本文编号：3328246