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研究团簇的结构随其尺寸(原子数目)增大而变化的规律是团簇物理研究的一个重要课题。研究二元团簇的结构和性质,对深入了解成键特征、化学性能及凝聚相的形成机制有重要意义。
使用密度泛函B3LYP方法研究了AIX(X为4d过渡族金属元素)中性及正、负一价态的二聚体的光谱参数:平衡键长(re)、谐振频率(ω)、解离能(D0)、中性二聚体的电离能(IE)和亲和能(EA)、以及能隙(EG)。除了不能获得AlTc的谐振频率外,目前的计算结果与已知的实验结果和其他理论结果符合的很好。对于中性分子和带电团簇,后过渡族金属(除了Ag和Cd)比前过渡簇金属与铝结合要强。对AlX+,一般解离方式采取AlX+→X+Al+方式。而对AlX-(除AlY-,AlPd-和AlCd-),解离方式采取AlX→Al+X-方式。一般存在荷电团簇的基态多重度与相应的中性团簇的基态多重度符合相差±1的规律。
根据耦合簇理论,采用CCSD(T)方法研究了AlX(X为5d过渡族金属元素)中性及正、负一价态的二聚体的光谱参数,发现计算的键长、解离能比相应的B3LYP计算值偏小,CCSD(T)的解离能和实验结果能更好接近。中性和荷电团簇的键长是随原子序数的增加而减小的(除AlAu,AlHg及其荷电团簇外),谐振频率、偶极矩、解离能、电离能和亲和能都呈周期性的变化。对于荷正电团簇,解离方式采取AlX+→X+Al+(除AlLa+,AlLu+外);对于荷负电团簇,AlX-→X+Al-方式更易被采用(除AlPt-,AlTa-,AlAu-,AlW外)。