堿金屬含氮化合物二元團簇的密度泛函理論研究.pdf

1、堿金屬及其化合物在生產生活中具有廣泛的應用,人們對其物理化學性質的研究越來越多。目前,對堿金屬含氮化合物團簇的研究還十分有限。本文主要運用密度泛函理論的雜化密度泛函(DFT/B3LYP)方法,使用6.311G*基組計算分析了(K3N)n(n=1～5)氮化物團簇和(MN3)n(n=1～5,M=Na,K)疊氮化合物團簇的結構與性質。
　　 第2章優(yōu)化得到了(K3N)n(n=1～5)團簇的最穩(wěn)定結構,并對其成鍵特性、電荷分布、振動特性

2、和穩(wěn)定性等性質進行了計算分析。結果表明:隨著n的增大,(K3N)n(n=1～5)團簇的最穩(wěn)定結構逐漸由平面結構向空間立體結構轉變,(K3N)4、(K3N)5團簇為類似晶體的層狀結構;團簇中N原子的配位數以5,6較多見;團簇中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鍵為較強的離子鍵;(K3N)4團簇有相對較高的動力學穩(wěn)定性。
　　 第3章優(yōu)化得到了(K3N)n(n=1～5)團簇的最穩(wěn)定

3、結構,并對其成鍵特性、電荷分布、振動特性和穩(wěn)定性等性質進行了計算分析。結果得到,疊氮基在團簇中以直線型存在,NaN3團簇最穩(wěn)定結構為線型結構,(NaN3)n(n=2～3)團簇最穩(wěn)定結構為環(huán)形結構,(K3N)n(n=4～5)團簇最穩(wěn)定結構是由(NaN3)2團簇最穩(wěn)定結構形成的平面和空間結構。N-N鍵鍵長在0.1154～0.1196nm之間,N-Na鍵鍵長在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、性和負電性,與Na原子直接作用的N原子負電性更強,N原子與金屬Na原子之間形成離子鍵。(NaN3)n(n=1～5)團簇最穩(wěn)定結構中,位于2180～2240cm-1段的IR光譜振動峰最強,振動模式為疊氮基中N-N鍵的反對稱伸縮振動。(NaN3)3團簇具有相對較高的動力學穩(wěn)定性。
　　 第4章優(yōu)化得到了(K3N)n(n=1～5)團簇的最穩(wěn)定結構,并對其成鍵特性、電荷分布、振動特性和穩(wěn)定性等性質進行了計算分析。結果與(NaN3)n(n

5、=1～5)團簇相似,團簇中疊氮基以直線型存在,KN3團簇最穩(wěn)定結構為直線型,(K3N)n(n=2～3)團簇最穩(wěn)定結構為環(huán)形結構,(K3N)n(n=4～5)團簇最穩(wěn)定結構是由(KN3)2團簇最穩(wěn)定結構形成的平面和空間結構。N-N鍵鍵長在0.115～0.1196nm之間,N-K鍵鍵長在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原子顯示負電性,且與K原子直接作用的N原子負電性更強,N原子與金屬K原子之間形成