堿金屬含氮化合物二元團(tuán)簇的密度泛函理論研究.pdf

1、堿金屬及其化合物在生產(chǎn)生活中具有廣泛的應(yīng)用,人們對(duì)其物理化學(xué)性質(zhì)的研究越來(lái)越多。目前,對(duì)堿金屬含氮化合物團(tuán)簇的研究還十分有限。本文主要運(yùn)用密度泛函理論的雜化密度泛函(DFT/B3LYP)方法,使用6.311G*基組計(jì)算分析了(K3N)n(n=1～5)氮化物團(tuán)簇和(MN3)n(n=1～5,M=Na,K)疊氮化合物團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。
　　 第2章優(yōu)化得到了(K3N)n(n=1～5)團(tuán)簇的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu),并對(duì)其成鍵特性、電荷分布、振動(dòng)特性

2、和穩(wěn)定性等性質(zhì)進(jìn)行了計(jì)算分析。結(jié)果表明:隨著n的增大,(K3N)n(n=1～5)團(tuán)簇的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)逐漸由平面結(jié)構(gòu)向空間立體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,(K3N)4、(K3N)5團(tuán)簇為類似晶體的層狀結(jié)構(gòu);團(tuán)簇中N原子的配位數(shù)以5,6較多見(jiàn);團(tuán)簇中N原子的平均自然電荷為-1.6078e,K原子的平均自然電荷為+0.5495e,K-N鍵為較強(qiáng)的離子鍵;(K3N)4團(tuán)簇有相對(duì)較高的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。
　　 第3章優(yōu)化得到了(K3N)n(n=1～5)團(tuán)簇的最穩(wěn)定

3、結(jié)構(gòu),并對(duì)其成鍵特性、電荷分布、振動(dòng)特性和穩(wěn)定性等性質(zhì)進(jìn)行了計(jì)算分析。結(jié)果得到,疊氮基在團(tuán)簇中以直線型存在,NaN3團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu),(NaN3)n(n=2～3)團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為環(huán)形結(jié)構(gòu),(K3N)n(n=4～5)團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是由(NaN3)2團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形成的平面和空間結(jié)構(gòu)。N-N鍵鍵長(zhǎng)在0.1154～0.1196nm之間,N-Na鍵鍵長(zhǎng)在0.2053～0.2443nm之間;疊氮基中,中間的N原子與兩端的N原子分別顯示正電

4、性和負(fù)電性,與Na原子直接作用的N原子負(fù)電性更強(qiáng),N原子與金屬Na原子之間形成離子鍵。(NaN3)n(n=1～5)團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中,位于2180～2240cm-1段的IR光譜振動(dòng)峰最強(qiáng),振動(dòng)模式為疊氮基中N-N鍵的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)。(NaN3)3團(tuán)簇具有相對(duì)較高的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。
　　 第4章優(yōu)化得到了(K3N)n(n=1～5)團(tuán)簇的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu),并對(duì)其成鍵特性、電荷分布、振動(dòng)特性和穩(wěn)定性等性質(zhì)進(jìn)行了計(jì)算分析。結(jié)果與(NaN3)n(n

5、=1～5)團(tuán)簇相似,團(tuán)簇中疊氮基以直線型存在,KN3團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為直線型,(K3N)n(n=2～3)團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為環(huán)形結(jié)構(gòu),(K3N)n(n=4～5)團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是由(KN3)2團(tuán)簇最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形成的平面和空間結(jié)構(gòu)。N-N鍵鍵長(zhǎng)在0.115～0.1196nm之間,N-K鍵鍵長(zhǎng)在0.2357～0.2927nm之間;疊氮基中,中間的N原子顯示正電性,兩端的N原子顯示負(fù)電性,且與K原子直接作用的N原子負(fù)電性更強(qiáng),N原子與金屬K原子之間形成