[BxAl13-x]-(x=0～13)二元团簇的密度泛函理论研究
采用遗传算法(Genetic algorithm,GA)对B-Al二元团簇[BxAl13-x]-(x=0～13)进行了全局结构搜索,并在密度泛函理论(Density Functional Theory,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A1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Ere1,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(VerticalDetachment Energies,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,BAl12-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Al13-团簇中的中心A1原子时,所得到的BAl12-的电子壳层结构的1s2和1p6几乎和A113-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(Adaptive Natural Density Partitioning,AdNDP)对其化学成键进行了分析,结果显示B12-有8个π电子,具有π反芳香性.
密度泛函理论、[BxAl13-x]-(x=0～13)团簇、优化、分子轨道、适应性自然密度划分
74
Project supported by the National Natural Science Foundation of China Nos.21273008,21573001.项目受国家自然科学基金Nos.21273008,21573001资助.
2016-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
758-763
