(K3N)n(n=1,…,5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

计算物理 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (5): 773-780.

(K₃N)_n(n=1,…,5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

陈玉红^1,2, 王伟超^1,2, 杜瑞², 张致龙², 张材荣^1,2

1. 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室, 甘肃兰州 730050;
2. 兰州理工大学理学院, 甘肃兰州 730050

收稿日期:2010-10-22 修回日期:2011-03-21 出版日期:2011-09-25 发布日期:2011-09-25
作者简介:陈玉红(1972-),男,甘肃秦安,博士,教授,主要从事原子分子理论和团簇物理研究,E-mail:chenyh@lut.cn
基金资助:
国家自然科学基金(10547007);甘肃省自然科学基金(1010RJZA042);兰州理工大学博士基金(BS10200901)资助项目

Structure and Property of (K₃N)_n(n=1,…,5) Clusters: A Density Functional Study

CHEN Yuhong^1,2, WANG Weichao^1,2, DU Rui², ZHANG Zhilong², ZHANG Cairong^1,2

1. State Key Laboratory of Gansu Advanced Non-ferrous Metal Materials, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China;
2. School of Science, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China

Received:2010-10-22 Revised:2011-03-21 Online:2011-09-25 Published:2011-09-25

摘要/Abstract

摘要： 利用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311G*水平上对碱金属氮化物(K₃N)_n(n=1,…,5)团簇各种可能构型进行几何结构优化,预测各团簇的最稳定结构,并对其成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行分析研究.结果表明,随着n的增大,(K₃N)_n(n=1,…,5)团簇的最稳定结构逐渐由平面结构向空间立体结构转变,(K₃N)₄、(K₃N)₅团簇为类似晶体的层状结构;团簇中N原子的配位数以5、6较多见;团簇中N原子的平均自然电荷为-1.608e,K原子的平均自然电荷为+0.550e,K-N键为较强的离子键;(K₃N)₄团簇有相对较高的动力学稳定性.

关键词: (K₃N)_n(n=1, …, 5)团簇, 密度泛函理论, 结构与性质

Abstract: Possible geometrical structures and relative stability of alkali metal nitride compound (K₃N)_n(n=1,…,5) clusters are studied with a hybrid density functional theory(B3LYP)with 6-311*-basis sets.Bond property,charge distribution,vibrational property and stabilities of the stablest isomers of (K₃N)_n(n=1,…,5)clusters are analyzed.It shows that the stablest isomers of (K₃N)_n(n=1,…,5) clusters are changing gradually from planar structure to three-dimensional structure.(K₃N)₄ and (K₃N)₅ are layered structure similar to crystal.Coordination rlnmhers of N atoms are usually 5 or 6.Natural charges of N atom and K atom are about-1.608e and+0.550e.respectively.A strong ionic bond exists between K atom and N atom.Dynamic stability of (K₃N)₄ cluster is higher than that of other clusters.

Key words: (K₃N)_n(n=1,…,5)clusters, density functional theory, structure and properties

中图分类号:

陈玉红, 王伟超, 杜瑞, 张致龙, 张材荣. (K₃N)_n(n=1,…,5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究[J]. 计算物理, 2011, 28(5): 773-780.

CHEN Yuhong, WANG Weichao, DU Rui, ZHANG Zhilong, ZHANG Cairong. Structure and Property of (K₃N)_n(n=1,…,5) Clusters: A Density Functional Study[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2011, 28(5): 773-780.

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(K₃N)_n(n=1,…,5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

Structure and Property of (K₃N)_n(n=1,…,5) Clusters: A Density Functional Study

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