论文部分内容阅读
硼是最轻的三价主族元素,有着2s22p1的价电子结构,且易形成sp2杂化。近年来,过渡金属硼化物在开发新磁性材料和新催化剂领域有着广泛的应用前景,已引起了人们广泛的关注。目前关于过渡金属硼化物的研究大部分集中于其电子特性和宏观的磁性,而对其分子本身的微观几何结构和特性却所知甚少。鉴于此,本文运用Gaussian03W软件包在密度泛函理论方法B3LYP基础上,对3d过渡金属硼化物的光谱学参数如基态几何结构、基态能量、简正振动频率、电离势等进行了系统的理论计算,此将为开展对这类分子的激光光谱学实验研究提供参考数据。
本文首先用Gaussian03W软件包优化了过渡金属硼化合物分子MmB,,(M=Sc-Zn,m=1,2,n=12,3)及其阳离子MmBn+的几何构型,然后在优化的几何构型基础上计算了这些分子和离子的简正频率,根据频率分析和能量比较得出了这些分子的基态能量,最后由基态能量数据计算了过渡金属硼化物分子的电离势等参数。
计算结果表明3d过渡金属单硼化物M2B及其阳离子的基态结构既有非线性结构,也存在线性结构,二硼化物M2B2及其阳离子的基态结构也存在这两种结构形式,而三硼化物的基态几何结构均是非线性的。根据我们的计算,目标分子的电离势数值大部分集中在6~10eV之间,其中二硼化物MB2的电离势最大,也说明它的结构是最稳定的。而单硼化物M2B的电离势小于相应的MB电离势值,三硼化物M2B3的电离势也小于相应的MB3的电离势值。这表明在这些小团簇中,随着金属原子M数目的增加,电离势反而减小,即这些分子小团簇的结构稳定性降低了。