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Density Functional Theory Studies of the Binary Systems[BxAl13-x]-(x=0~13)
Acta Chimica Sinica ( IF 1.7 ) Pub Date : 2016-01-01 , DOI: 10.6023/a16050230
Min Huang , Chang Xu , Longjiu Cheng

采用遗传算法(Geneticalgorithm,GA)对B-Al二元团簇[B,Al13-x】-(x=0~13)进行了全局结构搜索,并在密度泛函理论(DensityFunctionalTheory,DFT)下对其进行了优化计算.结果表明在二元团簇中,随着硼原子的数量逐渐增加,团簇的结构由二十面体(3D)逐渐转化为准平面(2D)且团簇结构由B与Al原子的比例所决定的.当x=0-7时,Al原子占多数.团簇保持3D结构;反之团簇呈现2D构型;在x=7~8时,团簇的结构发生由3D向2D的转变.能量决定着团簇的稳定性(例如相对能量).能量越小,其结构越稳定.在计算相对能量E小当x=1时,其相对能量最低,团簇结构最稳定.为了进一步了解团簇的稳定性,计算了[BxAl13-x]-团簇的HOMO-LUMO能级差(EH-L)和垂直电离能(VerticalDetachmentEnergies,VDE),并且发现它们的值在整体上是随着B原子数量的增加而减小,表明其团簇的稳定性逐渐减弱.在所有的团簇中,BAI~2的能级差最大,结构最稳定.因此文章中对其进行了分子轨道分析,发现当一个B原子替代了A1工团簇中的中心A1原子时,所得到的BAl再的电子壳层结构的1s^2和1p^6几乎和Al13-团簇保持一致.此外,对于x=13时的准平面全硼团簇B13,文章中用适应性自然密度划分(AdaptiveNaturalDensityPartitioning,AdNDP)对其化学成键进行了分析,结果显示B13有8个π电子,具有π反芳香性.

中文翻译:

二元系统的密度泛函理论研究[BxAl13-x]-(x=0~13)

采用遗传算法(Geneticalgorithm,GA)对B-Al二元团簇[B,Al13-x]-(x=0~13)进行了广泛的结构搜索,并在网上进行了泛函理论(DensityFunctionalTheory,DFT)下对其进行了优化计算.结果证明在二元团簇中,随着原子核的数量增加了二十,团簇的结构由面体(3D)其逐渐转化为平面(2D)且团簇结构由B与Al原子的比例所决定的。当x=0-7时,Al原子占多数-团簇保持3D结构;反之团呈现2D构型;在x=7~8时,团簇的结构发生由3D向2D的转变.能量决定相对团着簇的稳定性(例如相对能量).能量越小,其结构越稳定.在计算能量相对E小当x=1时,其能量最低,团簇结构最稳定。 .为了进一步了解团簇的稳定性,计算了[BxAl13-x]-团簇的HOMO-LUMO能级差(EH-L)和垂直电离能(VerticalDetachmentEnergies,VDE),并且发现它们的值在整体上是随着 B 原子数量的增加而发生的所有变化,防御其团簇的稳定性逐渐增强。在簇团中,BAI~能级差最大,结构最稳定。因此文章中不再进行分子轨道分析。 ,发现当一个B原子替代了A1工团簇中的中心A1原子时,所得到的BAl再的电子壳层结构的1s^2和1p^6几乎和Al13-团簇保持一致。此外,对于x =13时准平面全硼团簇B13,文章中用自然密度划分(AdaptiveNaturalDensityPartitioning,AdNDP)消除化学成键进行了分析,结果显示B13有8个π电子,具有π反泵性。
更新日期:2016-01-01
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