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锌、镉和汞二价负离子团簇的结构和光谱性质理论研究
郭雅晶1
作者信息
摘要
本文利用密度泛函理论(DFT)研究了Znn2-、Cdn2-和Hgn2-(n=3-8)团簇的稳定性、芳香性质、电子结构、红外(IR)振动谱与拉曼(Raman)振动谱性质，在此基础上，又利用含时密度泛函理论(TD-DFT)研究了这些团簇的吸收光谱特性。具体结果如下: 1、随着n增大，Znn2-、Cdn2-和Hgn2-团簇的稳定性逐渐降低。除ZR62-、Cd62-和Hg72-团簇具有反芳香性以外，Znn2-(n=3，4，5，7，8)、Cdn2-(n=3，4，5，7，8)和Hgn2-(n=3，4，5，6，8)团簇均具有芳香性，并且芳香性强弱按照它们在元素周期表中的顺序依次递减:Znn2-＞Cdn2-＞Hgn2-。研究表明，三类团簇的芳香性与其结构稳定性没有直接关系。 2、利用自然键轨道(NBO)理论研究了Zn2-、Cdn2-和Hgn2-团簇基态结构的电荷布居，并对其成键性质进行了分析。Znn2-、Cdn2-和Hgn2-团簇原子的自然电荷分别分布在-0.154 e～-0.667 e、-0.248 e～-0.667 e和-0.247 e～-0.667 e范围。Znn2-、Cdn2-和Hgn2-团簇均形成s与p杂化轨道，d轨道电荷均不参与成键。 3、对Znn2-、Cdn2-和Hgn2-团簇基态结构的IR和Raman谱的研究表明，如果团簇的振动发生在基频处，则此处为振动谱中最强峰;此外，各团簇的IR和Raman振动峰均处于远红外区域。 4、利用TD-DFT理论计算了Znn2-和Cdn2-团簇的光吸收谱。对于Znn2-团簇，随着团簇尺寸的增加，其UV-vis吸收光谱发生红移。而Cdn2-团簇的吸收光谱性质随团簇大小变化未呈现出一定的规律性。与Cd32-团簇相比，Cdn2-(n=5-8)团簇的吸收光谱均发生红移，但Cd42-团簇的吸收光谱却发生蓝移。
关键词
Znn2-团簇/Cdn2-团簇/Hgn2-团簇/电子结构/芳香性/光谱性质/密度泛函理论/含时密度泛函理论引用本文复制引用
授予学位
硕士学科专业
凝聚态物理导师
李秀燕学位年度
2013学位授予单位
太原理工大学语种
中文中图分类号
O4