富勒烯C70吸附氧原子的密度泛函理论研究.pdf

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1、第24卷第10期化学研究与应用Vo1．24，No．102012年10月ChemicalResearchandApplicationOct．，2012文章编号：1004．1656(2012)10．1605-04富勒烯C7o吸附氧原子的密度泛函理论研究焦志峰(南阳医学高等专科学校公共教学部，河南南阳473000)摘要：在密度泛函B3LYP理论下，用6-31G基函数对富勒烯c吸附氧原子进行了理论研究。讨论了其几何结构、电子属性、反应能、电离势和电子亲和势。计算结果表明：一个氧原子吸附在c加赤道带上形成具有开环轮烯结构的

2、e，e-C70O是最稳定的。与基态的C700相比，C7o0，，具有较大的HOMO．LUM0能隙，较高的电离势和较低的电子亲和势，因此C0是稳定的分子。关键词：密度泛函理论；富勒烯C；吸附氧中图分类号：0641．12文献标识码：AAdensityfunctionaltheorystudyofabsorptionbehaviorofoxygenonC7ofullereneJIAOZhi—feng‘(DepartmentofPublicEducation，NanyangMedicalCollege，Nanyang473

3、000，China)Abstract：TheabsorptionbehaviorofoxygenatomsontheC70fullerenehasbeeninvestigatedbymeansoftheB3LYPhybriddensityfunctionalmethodusing6-31G’basisset．Thegeometricalstructures，electronicproperties，thermalstabilitiesa8wellasionizationpotentialandelectronaf

4、finityofthesystemsconsideredarestudied．Theresultsshowthatthee，e-C700isomerwithannulene—likestructureisthemoststableoneamongtheeightdiferentisomersof0considered．The035structurehaslargerHOMO-LUMOgap，higherionizationpotential，andlowerelectronaffinitythane，e—C700

5、，implyingthatthismoleculepossesseshighchemicalsta-bility．Keywords：densityfunctionaltheory；fullereneC7o；chemisorptionoxygen富勒烯由于其独有的结构和奇特的物理、化开环的轮烯结构引。C∞O：是两个氧加在同一六学特性引起了科学工作者的广泛兴趣¨引。共价元环的相邻6／6键上形成的环氧结构J。具有功能化可改善富勒烯的物理和化学性质是实验和C对称性的C∞O3是三个氧加在同一六元环的6／理论研究的热点之一。

6、富勒烯氧化物虽然简单，6键上形成的环氧结构j。实验和理论对多个氧却对合成其他有机的、有机金属的和高聚的富勒原子吸附在富勒烯C∞形成的氧化物C∞O∞也进行烯衍生物具有重要作用。许多方法应用于富勒烯了研究’m]。富勒烯C。也有相似的氧化物。基氧化物的合成，包括光氧化、电化学氧化、臭氧氧态的C加O是氧原子加在C∞赤道带上形成的开环化等。C∞制备出后，c∞氧化物就先后通过不同的轮烯结构¨。引。然而，关于多个氧原子在c，。表面实验方法合成出来。实验和理论研究表明c∞O吸附的研究并不多。多个氧原子吸附在富勒烯有两个稳定的结构

7、异构体，6／6闭环的环氧和5／6C70表面电子结构和稳定性如何?用非经验的量子收稿日期：2012-05-21；修回日期：2012-07-28基金项目：河南省教育厅自然科学研究计划项目(2ol1B150024)资助联系人简介：焦志峰(1966-)，女，副教授，主要从事理论物理化学研究。E-mail：247873830@qq．com1608化学研究与应用第24卷2．3C。0分子的电离势和电子亲和势实验条件下C7o0，，也有可能被检测出来。分子的电离势I是在气相中分子从占据分子轨道失去一个电子所需要的能量，根据Koop

8、man3结论定理等于被占据分子轨道能量的负值。分子的电子亲和势A是在气相中将一个电子加到分子上时所在密度泛函B3LYP理论下，用6—31G基函数放出的能量，A为LUMO能量的负值。e，e—C砷0，C。对富勒烯C，。吸附氧原子进行了理论研究。研究0，C7o0，C，。0和C，。0，分子的电离势分别为表明，一个氧原子吸附在C，。赤道带上形成具有开5．97，6．16，7．44，7