Na3和K3的稳定结构和芳香性的从头算理论研究.PPT

中性与离子Ge4全金属团簇的芳香性以及结构演化从头算理论研究 作者：徐益勇　 * * 目录 1.研究背景 2.计算方法 3.结果与讨论 4.结论 研究背景与意义 由于原子团簇在固体物理、表面物理、分子物理以及催化等方面的重要作用以及具有理论和技术应用的重要意义，而且团簇有许多具有应用前景的奇异特性。团簇的研究对于能源科学、材料科学和天文科学等的发展都有重要作用。 在各种物理和化学过程中，团簇又通常是以离子团簇出现而与固体、气体相互作用，所以离子团簇的研究一直受到人们的关注，不断被深入地进行实验和理论研究。 　　本课题要研究全金属中性离子Ge4团簇的芳香性以及结构演化 芳香性一般指的是环状的、平面的、占有(4n+2)个π或σ电子数的有机分子且具有稳定的化学结构的化合物所具有的性质 . 现四条被公认发芳香性判据：（1）分子结构是平面、环状的；（2）轨道占有(4n+2)电子数；（3）具有最稳定结构，即能量最小的结构；（4）磁性判据：包括磁化率和核独立化学位移NICS(nucleus independent chemical shifts）. 芳香性的基本知识 计算方法 采取杂化密度泛函方法B3LYP和B3PW91 用同一6-311+G(3df)基组对团簇作结构优化 振动频率计算,获得了这些团簇的几种稳定结构。 用 Chem3D软件 画出最稳定结构的最高占据 分子轨道（HOMO）图形 后用6-311+G*方法计算了这几种稳定构的磁化率和NICS以及与苯的比较 结果与讨论 (1). Ge42+, Ge4和Ge42-的稳定结构 Ge42+ a(D3h) b(Cs) c(D4h) d(D4h) Ge4 e(D2h) Ge42- f(Cs) g(C2v) Ge42+, Ge4和Ge42-的各种可能结构 R R R R R2 R1 R1 R2 Ge42+ D4h B3LYP R=0.2453375 A=90. -8307.3535981 B3PW91 R=0.2427193 A=90. -8307.2314359 D3h B3LYP R=0.2437097 A=120. -8307.3428742 B3PW91 R=0.2415905 A=120. -8307.2132478 Ge4 D2h B3LYP R=0.2468783 A=63.79815 -8308.0889864 B3PW91 R=0.2448811 A=63.79815 -8307.9734715 Ge42- CS B3LYP R1=0.2595937 A=62.82188 -8308.0625696 R2=0.2423210 B3PW91 R1=0.2512446 A=60.33038 -8307.9490851 R2=0.2448584 C2v B3LYP R1=0.2487734 A=77.62532 -8308.0730925 R2=0.3118504 B3PW91 R1=0.2464900 A=77.67153 -8307.9603312 R2=0.3069833 Ge42+, Ge4和Ge42-稳定构型的几何参数与能量 结构 方法 键长 键角 能量 Ge42+, Ge4和Ge42-的稳定结构的振动频率 Ge42+ B2U B1G EU EU