外电场作用下三元环状水分子团簇的特性研究

采用了HartreeFork自洽场方法在321G水平上研究了0～0.01a.u.的外电场对三元环状水分子团(H2O)3基态能量和电偶极距的影响规律,分析了由外电场产生的HellmanFeynman(HF)力(内力和外力)和在这个力的平衡作用下的团簇的稳定结构,结果表明,外电场的大小对三元环状水分子团簇(H2O)3这些性质有明显的影响.通过高斯计算可以得出,在所加的电场范围内,随着外电场的增大总能量下降,电偶极距增大,结构相对更稳定;外电场引起团簇中各个原子的电荷密度改变,导致了各个原子所受的静电力随之变化.     

Ni2分子结构和分子轨道密度(DMO)的成键贡献

用密度泛函(B3P86/6-311g*)方法研究了Ni2分子结构和势能函数.结果表明基态Ni2为5Πg,平衡间距为Re=0.223 196 nm,离解能为1.851 16 eV.定义了分子轨道密度(DMO, density of molecular orbital)并研究了镍双原子分子的s, p, d, f的DMO对成键的贡献,为进一步研究金属的态密度提供了有益的参考价值.     

钛乙烯储氢材料的热力学和动力学性质研究

之前的工作中已经预测了钛乙烯(C_2H_4Ti)储氢的几何结构,本文将继续利用密度泛函理论(DFT)和B_3LYP杂化密度泛函方法来计算之前预测出的C_2H_4Ti(H_2)_n结构中的C_2H_4Ti和H_2反应的焓变和自由能变.通过焓变和自由能变的计算结果,可以看出:钛乙烯在298 K、250 K、200 K下可以稳定的吸附5个氢分子,同时放出大量的热量,生成的C_2H_4Ti(H_2)_n化合物在常温下也具有热力学稳定性.此外,本文通过Gaussian03中的伯恩近似分子动力学(BOMD)方法计算了C_2H_4Ti(H_2)_5化合物在298 K、250 K、200 K三个温度下的动力学性质.通过动力学研究的结果,可以发现钛乙烯分子在常温298 K下储氢时间不长;同时得到钛乙烯分子在200 K下能长时间稳定吸附五个氢分子,这进一步表明降低温度对钛乙烯分子稳定储氢是有利的.     

Von±(n=0,1,2)的势能函数与光谱常数研究

用密度泛函B3LYP/6-311++G(d,p)方法和相对论有效实势(Lanl2dz基组)对Von±(n=0,1,2)分子离子的势能函数及光谱常数进行了分析.结果表明它们都能稳定存在,其基态电子状态分别是:4Σ(VO2-),3Σ(VO-),4Σ(VO),3Σ(VO+)和2Σ(VO2+).其中VO2-和VO2+的势能函数曲线呈"火山口"型, 属于亚稳态分子离子.用七参数Murell-Sorbie势拟合VO2-和VO2+分子亚稳态双原子分子离子势能函数,发现其拟合曲线与势能函数曲线符合得很好.同时,讨论了电荷对势能函数和能级的影响.     

Cr4+∶YAG能级结构的全量子力学计算

采用基于分子轨道理论CIS(Configuration Interaction of Singly Substitution)的全量子力学方法计算了掺杂Ca和Cr离子的YAG晶体中[CrO4]4-团簇离子的能级结构.结果给出了Cr4+团簇20个谱项能级随Cr-O键距的变化,对比表明在间距为173pm时,能级结构在可见光及近红外范围的主要光谱特征与实验结果符合得较好.     

LaNi4.5Al0.5储氢合金固溶体的第一性原理分析

从第一性原理出发,基于广义梯度近似密度泛函和全势线性缀加平面波方法(FLAPW),对LaNi4.5Al0.5储氢合金固溶体相α-LaNi4.5Al0.5H0.5的晶体结构、电荷密度和态密度等特征进行了研究.对α-LaNi4.5Al0.5H0.5从能量角度计算得出H原子最可能占据6m格位,并给出了态密度(DOS)和电荷密度图,分析了H与Al之间的相互作用,以及H的加入对固溶体性质的影响,计算结果与实验值符合的相当好.     

Al2Hx(x=1～3)分子团簇结构与光谱研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311 g(d,p)水平上对Al2Hx(x=1~3)分子团簇的几何构型、电子结构、振动频率、垂直电离能和垂直电子亲和能等性质进行了理论研究.通过对基态结构的几何参数分析发现,它们的基态结构趋于对称性较高的构型.它们的基态结构为:Al2H(2A1)C2V,Al2H2(1Ag)D2h和Al2H3(2A′1)D3h.对基态结构的垂直电离能讨论表明,氢原子数从1增加到3,其气态分子越来越稳定.     

Swelling of K+, Na+ and Ca2+-montmorillonites and hydration of interlayer cations: a molecular dynamics simulation

This paper performs molecular dynamics simulations to investigate the role of the monovalent cations K, Na and the divalent cation Ca on the stability and swelling of montmorillonite. The recently developed CLAYFF force field is used to predict the basal spacing as a function of the water content in the interlayer. The simulations reproduced the swelling pattern of these montmorillonites, suggesting a mechanism of their hydration different (K+ 相似文献   

NCO异构体结构与分析势能函数

在B3LYP/6-31+G(d)水平上,对NCO分子的各种可能结构进行几何优化,得到了NCO及其异构体分子CNO和CON基态结构都是C∞v,电子态为X 2Π,NCO分子的平衡核间距RNC=0.1230nm, RCO=0.1186nm,离解能De=13.40eV,并计算出谐振频率ω1=1293.44cm-1, ω2(A΄)=484.73cm-1,ω2(A˝)=559.72cm-1,ω3=1988.41cm-1,Renner-Teller参数ε=-0.1429,计算值与实验值吻合较好．在此基础上,应用多体项展式理论,单体项中首次引入开关函数,三体项以NCO,CNO基态结构与性质为依据,拟合给出了NCO分子的基态分析势能函数,其等值势能图准确再现了NCO,CNO分子基态结构与特征,并与优化结果完全一致．     

新型轻质储氢材料的第一性原理原子尺度设计

综述了近几年涌现出的一批新型轻质储氢材料,包括：碳纳米管、金属有机框架多孔材料、Al/B系复杂氢化物、金属-氮-氢系、金属有机复合物等,对其中采用第一性原理研究所取得的成果和最新的进展做了介绍,并结合实验结果做了应用分析.总结了各轻质储氢材料关联,为各种储氢材料设计之间提供了可以相互借鉴的方法,以便发展新的研究思路. 关键词： 储氢材料 第一性原理 从头算 密度泛函理论