银团簇的结构和稳定性的理论研究

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本文采用遗传算法(GA)与密度泛函理论(DFT)相结合的理论方法对中等尺度的中性及带电荷的银团簇Agnv (v =±1, 0; n = 21-29)进行了系统的理论计算研究。并结合相关的实验数据对银团簇Agn (n = 4-29)的绝热电离势和电子亲和势进行了深入的研究。主要结论概括如下:1.对中等尺度的银团簇而言,中性团簇和带电荷团簇的最稳定结构并不一致。中性的银团簇Agn (n=21-29)拥有三类结构特征:Ag21─Ag23青睐以二十面体或双二十面体为核生长的堆积模式,而Ag24─Ag27出现类体结构的堆积模式,并且已经开始出现了fcc体片段,Ag28和Ag29的生长模式转换为有旋错轴的高对称性结构。带电荷的银团簇表现出与中性银团簇不同的生长模式,这可能是由于加一个电荷对该尺度下的银团簇的结构的堆积模式有较大的影响。2.对银团簇Agvn (v =±1, 0; n = 21-29)的相对稳定性分析包括三个方面的研究:平均结合能(Eb)、二次差分能(Δ2E)、HOMO-LUMO能隙(ΔEH-L)。计算结果表明,中性银团簇Agn (n = 22, 24, 26),阳离子银团簇Agn+ (n = 21, 23, 25)和阴离子银团簇Agn+(n = 23, 25)与他们相邻的团簇相比有更好的能量稳定性和反应稳定性。3.系统研究了银团簇Agn (n = 4-29)的绝热电离势(IP)和电子亲和势(EA),并且计算结果与实验数据相一致。我们的研究结果表明,中等尺度的银团簇中,Agn (n = 22, 24, 26)有相对较高的IP值和相对较低的EA值。也就意味着这些团簇比其相邻的团簇有更好的电子稳定性。同时计算得到的电子占据态数据表明中性团簇Ag22, Ag24, Ag26,阳离子团簇Ag21+, Ag25+和阴离子团簇Ag(23<sup>+ , Ag25+有全充满的电子结构,而且Ag+23具有半充满的电子结构。这与我们之前的稳定性分析的结果相一致。
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