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《b12cxn12-x(x=2,4)团簇的几何和电子结构》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、B12CxN12-x（x=2，4）团簇的几何和电子结构錢msMWlW青海师范大学物理与电子信息工程学院西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室用从头计算方法研究了B12CxNm（x=2，4）笼的几何和电子结构.从B12N12中用C原子替换N原子得这样取代的结构屮只含B—C和B—N键.在稳定结构中，C原子在四元环上，形成了B2C2和B具环.Bl2C具。的恥10主要由C和N的2p轨道组成，LUMO位于-3.6eV处，主耍由C的2p轨道组成.B12C4N8的HOMO也主要由C和N的2p轨道组成
2、，LUMO位于-4.leV处，主要由C的2p轨道组成.在B具,B12C2NW和B12C為中B原子上的电荷约为1.17e,C原子上的电荷为-0.75e.B12N12,Bl2C2N：。和Bl2C具的能带隙分别为6.84cV,3.50eV和2.82cV.关键词：BCN;团簇低能异构体;能带隙;和B12C4N8的能隙分别为3.50和2.82eV.B12C2NioWLUMO+1主要由B的2p轨道组成，和Bl2N12相同.而Bl2C眞的LUMO+1主要由C的2p轨道组成，这和B12N12不同.表2中给出了B12Nl2,。和Bl2
3、C4N8的带隙值.图3B12N12,B12C2N10和B12C4N8笼的总态密度和部分态密度Fig3TotalandpartialdensityofstatesofB12N12,B12C2N10andB12C4N8cages下载原图文中还进行了自然键轨道(NB0)分析，表2给出了B12N12,B12C2Nh)和B12C其两个低能异构体屮各原子的电荷.在Bl2Nl2,B12C2Nh)和B12C爲屮B向N原子上转移的电荷都约为1.15.B12C2NIQ中C原子上的电荷约为-0.7e,B向C转移的电荷约为0.75e.由于周
4、围化学环境不同，B原子上的电荷变化范围较大.虽然B向C,N转移电荷，从图3可以看出，Bt2C具。和BI2C,,N8中B原子2p的贡献仍较2s大.分析还表明B原子以sp的形式杂化而形成B-N键和B—C键，这些键之间有较强的共价键特征.掺C后笼的稳定性略微降低，表明B-C键和B-N键的强度减弱.表2B12N12,B12C2N10和B12C4N8的能带隙和NB0电荷Tab2TheenergygapandXBOchargeofB12N12,B12C2N10andB12C4N83结论在Bl2N12-46中分别用2个和4个C原子
5、取代N原子得到Bl2C凡2-x(x=2,4),其结构中只含B—N和B—C键.在B3LYP/6-31G(d)水平上对所有不等价异构体进行了优化，同吋利用组态相互作用方法CTSD/6-31G(d)对低能异构体进行了优化，2种方法在稳定性上有很好的一致性.2个C原子在同一个四元环上形成B2C2时结构比较稳定.NBO电荷显示在B12Nl2,B12C2Niq和B12C具中N原子上的电荷都约为1.17e,C原子上的电荷约为-0.75e,而且C原子比N原子上的电荷少，即B—C之间的相互作用较弱，B原子以sp的杂化方式形成的B—C,
6、B—N键都有较强的共价键特征，掺C后结构的稳定性略微降低.掺C后结构的HOMO能级略微升高，在B12N12屮由B的2p形成的LUMO变为掺C后由C的2p组成的轨道，能级位置明显降低，带隙由B12N12中的6.84eV变为B12C具。和BI2C4N8中的3.50和2.82eV.[1]STROUTDL，StructureandstabilityofBoronNitrides:isomersofB12N12[JLJPhysChemA，2000，104(15):3364.[2]CHOPRANG，LUYKENKJ，CHEKKE
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