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一些碳氮族二元原子簇的结构与结构形变研究

作　者: 胡黎东
导　师: 苏克和
学　校: 西北工业大学
专　业: 应用化学
关键词: 密度泛函 G3MP2 C5N30 C5P30 Si5P30 Si6P36 C6P36 C10N40 C15N50 CnN2n（n=2-5） 振动频率 势能曲线 弹力常数 强度 电子结构 生成焓 绝热电离能 垂直电离能 电子亲合能 燃烧焓 键能
分类号: O641.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


用密度泛函等方法研究了一系列新的碳氮族原子簇C5P30（D5）,Si5P30（D5）,Si6P36(D6h),C6P36（D6）,C10N40(D5d),C15N50(D5h)和CnN2n（n=2-5）(Dnh)的结构与性质。振动分析表明,这些结构都是稳定结构。针对不同大小的体系,分别在不同的理论级别上预测了生成焓等热化学性质。 对具有双笼体结构的C5N30(D5h),C5P30（D5）,Si5P30（D5）,Si6P36(D6h)和C6P36（D6）原子簇,用B3PW91/6-31G方法计算了不同受力方向上的势能曲线,通过平衡结构附近的势能曲线的二次曲线拟合,得到原子簇的弹力常数。通过势能曲线的研究,得到了笼体的结构强度（解体所需要的能量）,对结构未解体之前的势能曲线进行了多项式拟合,得到相关系数大于0.99998的多项式拟合方程。用时间相关（Time dependent,TD）的DFT（B3PW91/6-31G）研究了平衡结构及变形结构的电子结构（电子激发能、激发态、振子强度）并进行了比较分析。 对于管形原子簇C10N40,C15N50,用TD B3PW91/6-31G*研究了它们的电子结构性质。 对于原子簇CnN2n（n=2-5）,用TD B3PW91/6-31G*研究了它们的激发态性质,用精确模型化学G3MP2方法,定量预测了生成焓、绝热电离能、垂直电离能、电子亲合能、燃烧焓以及一些化学键的断裂方式与断裂能。

全文目录


第一章 绪论  8-14
  1．1 国内外纳米科技研究发展  8-10
  1．2 纳米科技研究现状及课题的提出  10-11
  1．3 碳氮族原子簇研究的现状及意义  11-12
  1．4 研究内容与方案  12-14
第二章 理论方法  14-20
  2．1 密度泛函理论  14-17
  2．2 G3MP2理论  17-20
第三章 双笼碳氮族原子簇结构与结构形变  20-60
  3．1 35原子哑铃形碳氮族原子簇  20-41
    3．1．1 C_5N_(30)原子簇  20-27
      (1) 计算方法  20-22
      (2) 势能曲线  22-24
      (3) 电子结构  24-27
    3．1．2 C_5P_(30)原子簇  27-34
      (1) 计算方法  28
      (2) 几何构型与振动分析  28-30
      (3) 势能曲线  30-31
      (4) 电子结构  31-34
      (5) 生成焓  34
    3．1．3 Si_5P_(30)原子簇  34-41
      (1) 几何构型与振动分析  35-37
      (2) 势能曲线  37-38
      (3) 电子结构  38-41
      (4) 生成焓  41
  3．2 42原子哑铃形碳氮族原子簇  41-60
    3．2．1 Si_6P_(36)原子簇  41-51
      (1) 几何构型与振动分析  44-45
      (2) 势能曲线  45-48
      (3) 电子结构  48-51
      (4) 生成焓  51
    3．2．2 C_6P_(36)原子簇  51-60
      (1) 几何构型与振动分析  52-54
      (2) 势能曲线  54-55
      (3) 电子结构  55-58
      (4) 生成焓  58-60
第四章 管形碳氮族原子簇C_(10)N_(40)和C_(15)N_(50)  60-68
  4．1 计算方法  60-61
  4．2 几何构型与振动分析  61-64
  4．3 电子结构与激发态性质  64-65
  4．4 生成焓  65-68
第五章 原子簇C_nN_(2n)(n=2-5)的结构与性质  68-80
  5．1 分子结构  68-69
  5．2 振动分析  69-72
  5．3 电子激发  72-73
  5．4 生成焓  73-75
  5．5 电离能  75-76
  5．6 电子亲合能  76
  5．7 燃烧反应焓  76-77
  5．8 键断裂能  77-80
第六章 总结  80-82
参考文献  82-90
附录  90-96
发表论文清单  96-98
致谢  98-99

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 结构化学 > 化学键理论
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