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《b12cxn12-x(x=2,4)團(tuán)簇的幾何和電子結(jié)構(gòu)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、B12CxN12-x（x=2，4）團(tuán)簇的幾何和電子結(jié)構(gòu)錢msMWlW青海師范大學(xué)物理與電子信息工程學(xué)院西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院甘肅省原子分子物理與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用從頭計(jì)算方法研究了B12CxNm（x=2，4）籠的幾何和電子結(jié)構(gòu).從B12N12中用C原子替換N原子得這樣取代的結(jié)構(gòu)屮只含B—C和B—N鍵.在穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中，C原子在四元環(huán)上，形成了B2C2和B具環(huán).Bl2C具。的恥10主要由C和N的2p軌道組成，LUMO位于-3.6eV處，主耍由C的2p軌道組成.B12C4N8的HOMO也主要由C和N的2p軌道組成
2、，LUMO位于-4.leV處，主要由C的2p軌道組成.在B具,B12C2NW和B12C為中B原子上的電荷約為1.17e,C原子上的電荷為-0.75e.B12N12,Bl2C2N：。和Bl2C具的能帶隙分別為6.84cV,3.50eV和2.82cV.關(guān)鍵詞：BCN;團(tuán)簇低能異構(gòu)體;能帶隙;和B12C4N8的能隙分別為3.50和2.82eV.B12C2NioWLUMO+1主要由B的2p軌道組成，和Bl2N12相同.而Bl2C眞的LUMO+1主要由C的2p軌道組成，這和B12N12不同.表2中給出了B12Nl2,。和Bl2
3、C4N8的帶隙值.圖3B12N12,B12C2N10和B12C4N8籠的總態(tài)密度和部分態(tài)密度Fig3TotalandpartialdensityofstatesofB12N12,B12C2N10andB12C4N8cages下載原圖文中還進(jìn)行了自然鍵軌道(NB0)分析，表2給出了B12N12,B12C2Nh)和B12C其兩個(gè)低能異構(gòu)體屮各原子的電荷.在Bl2Nl2,B12C2Nh)和B12C爲(wèi)屮B向N原子上轉(zhuǎn)移的電荷都約為1.15.B12C2NIQ中C原子上的電荷約為-0.7e,B向C轉(zhuǎn)移的電荷約為0.75e.由于周
4、圍化學(xué)環(huán)境不同，B原子上的電荷變化范圍較大.雖然B向C,N轉(zhuǎn)移電荷，從圖3可以看出，Bt2C具。和BI2C,,N8中B原子2p的貢獻(xiàn)仍較2s大.分析還表明B原子以sp的形式雜化而形成B-N鍵和B—C鍵，這些鍵之間有較強(qiáng)的共價(jià)鍵特征.摻C后籠的穩(wěn)定性略微降低，表明B-C鍵和B-N鍵的強(qiáng)度減弱.表2B12N12,B12C2N10和B12C4N8的能帶隙和NB0電荷Tab2TheenergygapandXBOchargeofB12N12,B12C2N10andB12C4N83結(jié)論在Bl2N12-46中分別用2個(gè)和4個(gè)C原子
5、取代N原子得到Bl2C凡2-x(x=2,4),其結(jié)構(gòu)中只含B—N和B—C鍵.在B3LYP/6-31G(d)水平上對(duì)所有不等價(jià)異構(gòu)體進(jìn)行了優(yōu)化，同吋利用組態(tài)相互作用方法CTSD/6-31G(d)對(duì)低能異構(gòu)體進(jìn)行了優(yōu)化，2種方法在穩(wěn)定性上有很好的一致性.2個(gè)C原子在同一個(gè)四元環(huán)上形成B2C2時(shí)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定.NBO電荷顯示在B12Nl2,B12C2Niq和B12C具中N原子上的電荷都約為1.17e,C原子上的電荷約為-0.75e,而且C原子比N原子上的電荷少，即B—C之間的相互作用較弱，B原子以sp的雜化方式形成的B—C,
6、B—N鍵都有較強(qiáng)的共價(jià)鍵特征，摻C后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性略微降低.摻C后結(jié)構(gòu)的HOMO能級(jí)略微升高，在B12N12屮由B的2p形成的LUMO變?yōu)閾紺后由C的2p組成的軌道，能級(jí)位置明顯降低，帶隙由B12N12中的6.84eV變?yōu)锽12C具。和BI2C4N8中的3.50和2.82eV.[1]STROUTDL，StructureandstabilityofBoronNitrides:isomersofB12N12[JLJPhysChemA，2000，104(15):3364.[2]CHOPRANG，LUYKENKJ，CHEKKE
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