Mg3B_n0/-(n=1~8)团簇几何结构、稳定性和特性研究

李成刚, 赵海涛, 田浩, 滕达, 申梓刚

北京化工大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (03) : 55-64. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2025.03.006

Mg3B_n0/-(n=1~8)团簇几何结构、稳定性和特性研究

  • 李成刚, 赵海涛, 田浩, 滕达, 申梓刚
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摘要

基于卡利普索结构预测程序和密度泛函理论,系统地研究了Mg3B_n0/-(n=1~8)团簇的几何结构、稳定性和特性。首先,基于CCSD(T)/aug-cc-pvdz//B3LYP/6-311+G(d)下单点能的计算,Mg3B3-和Mg3B4-团簇全局极小结构具有平面二维结构,其他团簇均呈现三维结构。当n=3、6、8时,中性和阴性团簇分别具有相同的对称性结构。其次,基于平均键能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙分析,Mg3B6和Mg3B7-团簇在各自体系中具有相对高的稳定性。电荷和键级分析表明,电荷由镁原子向硼原子转移,B-B之间作用均为共价键,硼原子的加入削弱了镁原子之间的作用力。基于Multiwfn软件,拟合出了体系的光电子能谱、红外和拉曼光谱。最后,通过对Mg3B6和Mg3B7-团簇的热力学特性分析发现,随着温度升高,定容热容和标准熵随之增大,温度和两者之间分别存在近似二次函数关系。

关键词

Mg3B_n0/-(n=1~8)团簇 / 卡利普索 / 几何结构 / 特性

中图分类号

O641.1

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李成刚, 赵海涛, 田浩, 滕达, 申梓刚. Mg3B_n0/-(n=1~8)团簇几何结构、稳定性和特性研究. 北京化工大学学报(自然科学版). 2025, 52(03): 55-64 https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.03.006

基金

国家自然科学基金(12104416); 郑州师范学院研究性教学示范课程(SZHKC-0001242973)

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