小镍团簇Ni_n(n=2~6)电子结构和拓扑分析.pdf

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1、第23卷第3期化学研究与应用Vo1．23，No．32011年3月ChemicalResearchandApplicationMaL．20l1文章编号：1004—1656(2011)03—0322-05小镍团簇Ni．(=2～6)电子结构和拓扑分析唐典勇，胡建平，伏秦超，张元勤(乐山师范学院化学与生命科学学院，功能性分子设计中心，四川乐山614000)摘要：在UBP86／TZVP水平上计算了小镍团簇(Ni，n=2-6)的稳定基态结构并用自然键轨道(NBO)和分子中的原子量子理论(QTAIM)分析了这些团簇的电子结

2、构。计算结果表明，Ni团簇基态结构具有较高自旋多重度。QTAIM分析表明镍团簇中M—键均为金属键。除M团簇中Ni—Ni键为纯粹的盯键外，其他团簇中N；一键具有部分键特征。提出了采用团簇的原子平均离域化指数(6)来表示团簇的相对稳定性，平均离域化指数与团簇的平均结合能具有较好线性关系。关键词：镍团簇；电子结构；自然键轨道分析；SY子中的原子量子理论中图分类号：0643．12文献标识码：AElectronicstructureandtopologicanalysisofsmallnickelclustersNi(

3、n=2-45)TANGDian—yong，HUJian—ping，FUQin—chao，ZHANGYuan—qin(FunctionalMolecularDesignCenter，CollegeofChemistryandLifeScience，LeshanNormalUniversity，Leshan，614000，China)Abstract：Thegroundstatestructuresofsmallnickelclusters(Ni26)wereinvestigatedattheUBP86／TZVP

4、level，andtheirelectronicstructureswereanalyzedbynaturalbondorbital(NBO)andquantumtheoryofatom-in-molecules(QTAIM)．ThecomputationalresultsindicatethatthegroundstateofthenickelclusteriSahigh-spinstate．TheNi．Nibondinthenickelclustersispredictedtobemetallicbond

5、byQTAIM．TheNi．NibondofNi，ispure13"bond．whiletheNi．NibondintheotherclustersiS1Tbond．Theproposedatomicaverageeleetrondelocalizationindexcanbeusedtorepresenttherelativestabilityoftheclusters．Theatomicaverageelectrondelocalizationindexhasagoodlinearrelationship

6、withtheaveragebindingenergyofthecluster．Keywords：nickelclusters；electronicstructure；naturalbondobitalanalysis；QTAIM过渡金属团簇由于其特殊的物理和化学性质的团簇结构。Reuse等采用密度泛函方法研究了引起人们越来越多的关注。由于镍团簇的特殊催Nj(n=2—6，8，13)团簇的基态结构j。Xie等化性质和磁性，镍团簇是许多实验和理论研究的采用DMOL。程序中的BLYP泛函结合DNP数值基热点¨J。P

7、arks等采用镍团簇与氨和水反应来测组研究了Nj(n=2～13)团簇的基态几何结构J。定镍团簇结构口。采用Hartree-Fock和LDA方法文献中关于镍团簇的理论研究都集中于基态几何研究镍团簇的文献较多．4J，但是Hartree．Fock和结构，并没有关于镍团簇电子结构和成键特征的LDA方法没有考虑电子相关作用，不能给出正确分析。因此本文采用密度泛函BP86泛函结合收稿日期：2010-09-20；修回日期：2010—12-25基金项目：四川省科技厅基础应用研究项目；四川省教育厅资助项目和乐山师范学院青年教师

8、启动项目联系人简介：唐典勇(1978一)，男，博士，副教授，主要从事催化化学研究。Email：qchem@189．Cl'l第3期唐典勇等：小镍团簇M(n=2～6)电子结构和拓扑分析323TZVP基组研究了Ni(n=2～6)团簇的基态几何键为共用电子，具有明显共价特征J。由于Ni．Ni结构并采用自然键轨道(NBO)和分子中的原子量键成键临界点的VP>0，因此Ni—Ni键不能看成子理论(QTAIM)分析