摘  要：由于富勒烯碳笼的形状，大小以及拓扑结构的不同，内嵌金属团簇可以呈现出不同的几何结构。内嵌金属团簇在碳笼中受到压缩，拉伸，扭曲的张力过强，将会导致整个富勒烯分子结构的不稳定。由于内部金属团簇被碳笼所限制无法得到其最优结构，故无论是利用实验或是理论手段都无法获得内部团簇的受迫张力。为了解决这一问提，我们拟采用3个戊搭烯（Pentalene）来模拟碳笼电子受体的角色，以获得内部金属团簇的最优结构。通过比较受限和最优结构团簇的能量差，来间接得到内嵌金属氮化物富勒烯的内部张力。91907

毕业论文关键词：戊搭烯，富勒烯,最优结构

Abstract:The embedded metal clusters can exhibit different geometries, due to the difference in the shape, size and topological structure of the Fullerene carbon cage。 The compression, stretching and twisting of the embedded metal clusters are too strong in the carbon cage, which will lead to the instability of the whole Fullerene molecular structure。 The optimal structure of the internal metal clusters can not be obtained due to the limitation by the carbon cage, hence it is impossible to obtain the forced tension of the intrinsic cluster, either experimentally or theoretically。 In order to solve this problem, we propose to use three pentalene to simulate the role of the electron acceptor in the carbon cage to obtain the optimal structure of the inner metal clusters。 By comparing the energy difference between the confined and the optimal clusters, the internal tension of the embedded metal nitride fullerene is indirectly obtained。源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766

Keyword:pentalene, fullerene,optimal structure

目   录

摘要 1

Abstract 2

前言 4

1。1电荷转移现象 4

1。2富勒烯笼的因子和应变 5

1。3总结 7

第二章 DFT及其相关计算 8

2。1 DFT的发展及应用 8

2。2 DFT的相关计算 8

第三章 结果和讨论 9

3。1模型与计算方法 9

3。2氮化物团簇富勒烯 9

参 考 文 献 13

致 谢 15

前言

1985年，由Kroto和Smalley等人组成的研究团队通过激光消融石墨的方法发现了碳的第三种同素异形体——富勒烯[1]。由于其独特的几何结构来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766 、电子结构以及新颖的物理化学性质，一出现就吸引了人们极大的兴趣和研究热潮。富勒稀是由60-100个碳原子组成的空心碳笼，这使得它可以作为一个纳米尺度的容器，用来盛放原子、金属团簇、甚至是小分子。由于碳笼本身的屏蔽作用，内嵌金属原子或原子簇可以保持其自身的电学和磁学性质不被破坏，所以内嵌金属富勒烯可以具有非常奇异的特性。此外，由于金属团簇和碳笼之间的电荷转移以及笼子的尺寸效应，导致内嵌金属富勒烯的性质与其对应的空心富勒烯有很大差异[2]。经过了三十多年的深入研究，人们己经合成了多种内嵌金属富勒[3,4]，其中包括内嵌单金属（如：Ti，Sc，Y，Ca，Na等）、双金属富勒烯（La2，Sc2，La-Lu）和内嵌金属团簇富勒烯（EMFs）[5]。内嵌金属团簇不光包含金属原子，同时还包含1-4个非金属原子以中和金属之间的库伦相互作用。EMFs的种类也很多[5]，其内嵌金属团簇包括：金属氮化物簇M3N（M=Sc、Y、La等）、金属碳化物簇M2-3C2（M=Sc、Y、Lu等）、金属碳氢化物簇Sc3CH、金属氰化物簇M1-3CN（Tb，Sc）、金属硫化物簇Sc2S、金属氧化物簇Sc4O2。