论文部分内容阅读
合金由于其优良的性能,在生活中比金属的应用更为广泛。Au元素本身的物理和化学性质已经吸引了很多化学和物理工作者。Au的各种合金也已经被人们研究地越来越透彻并应用于电子器件、光吸收、光催化及生物医学等各个领域。研究金合金、金纳米材料的物理化学性能的前提就是对金合金、金纳米材料的微观结构的理论研究。所以相关的实验研究和理论计算研究具有重要的科学意义和现实价值。目前Au团簇的研究主要集中于Au团簇结构及其吸附、催化等性能的研究。本文通过对元素周期表中大多数金属与Au形成小团簇的稳定结构和成键性质进行研究,为在宏观上对金团簇的合成与应用提供理论依据。所以本文主要内容包括:第一部分研究双原子Au团簇,首先通过文献调研以及和实验数据做比较,找到适合本课题的Au团簇的计算方法和计算基组,在找到Au与金属元素成键的稳定结构后,对稳定结构进行相关计算包括成键键长,键角,成键能,键级和频率,并对稳定结构进行NBO电荷分析;第二部分是以同样的方法来研究三原子Au团簇。对于双原子Au团簇,成键能以第五第六周期稳定性强为主,但是第四周期的AuCu团簇成键能最大;Zr、W、Ir团簇的能级差较高;AuTi以及第ⅧB族团簇的键级较大;而电荷转移较多的是第ⅢB,第ⅤB和第ⅦB族的团簇,并且呈现奇偶震荡趋势。综合分析,第ⅤB和第ⅦB族的过渡金属和Au的成键能力最强。三原子Au2X团簇,第四、五周期的第ⅢB、第ⅤB和第ⅦB族团簇成键能最大;第四周期团簇的能级差普遍大于其他两个周期;第四、五周期的ⅢB-ⅥB族团簇电荷转移明显。对于Au2X团簇,第五、第六周期的第ⅤB和第ⅦB族成键能大,第四、五周期的第ⅥB、ⅧB族能级差大,第四周期的ⅤB、第ⅦB和ⅧB族电荷转移较多。综上分析,第四周期ⅢB、ⅤB族的三原子Au_mX_n团簇较稳定。