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C60富勒烯-巴比妥酸及其二聚体几何结构和电子结构的密度泛函计算研究

蒋岩玲 付石友 邓开明 唐春梅 谭伟石 黄德财 刘玉真 吴海平

C60富勒烯-巴比妥酸及其二聚体几何结构和电子结构的密度泛函计算研究

蒋岩玲, 付石友, 邓开明, 唐春梅, 谭伟石, 黄德财, 刘玉真, 吴海平
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-06-13
  • 修回日期:  2007-11-15
  • 刊出日期:  2008-03-05

C60富勒烯-巴比妥酸及其二聚体几何结构和电子结构的密度泛函计算研究

  • 1. (1)哈尔滨工业大学威海分校,威海 264209;南京理工大学应用物理系,南京 210094; (2)南京理工大学应用物理系,南京 210094; (3)中国药科大学物理教研室,南京 210009;南京理工大学应用物理系,南京 210094
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10174039),江苏省自然科学基金(批准号:BK2002099和BK2006204),南京理工大学优秀青年学者基金(批准号:NJUST200705)和江苏省博士生科研创新基金资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的广义梯度近似,对C60富勒烯-巴比妥酸及其二聚体的几何结构和电子结构进行了计算研究.发现:C60富勒烯-巴比妥酸只有一种稳定结构,且掺杂巴比妥酸基团对C60分子构型的影响是局域的.C60富勒烯-巴比妥酸的二聚体有三种同素异构体,分别以[6,5]—[6,5],[6,6]—[6,5]和[6,6]—[6,6]三种方式键合,从能隙大小顺序和总能相对大小来看,[6,6]—[6,6]结构最为稳定.电子结构方面,在C60富勒烯-巴比妥酸单体中,Donor-Acceptor电荷转移体系为C60富勒烯-巴比妥酸,即电荷是从C60向巴比妥酸转移.由前线轨道和自旋布居数得知,C60富勒烯-巴比妥酸单体很好地保留了C60的电磁性质,但稳定性下降,易发生二次加成反应形成二聚体.对于C60富勒烯-巴比妥酸二聚体,Mulliken电荷分析显示,在加成四元环处的碳原子分别得到0104e和0106e电荷,而与它们邻近的碳原子则失去电子,带有正电荷,且距加成位置越近的碳原子失去的电荷越多.在远离加成位置处,碳原子的净电荷变化相对较小.与单体152eV能隙相比,二聚体中的能隙为1.45eV.其前线轨道分布与单体相比,最高占据轨道几乎未变,但最低未占据轨道发生了很大变化.

English Abstract

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