阳离子X+3(X=Sc,Y,La)团簇d轨道芳香性的理论研究

• 作者: 林行展 池贤兴
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 过度金属团簇 密度泛函理论 芳香性 分子轨道分析
• 年，卷（期）: 2010,（4）
• 页码范围: 663-672
• 分类号: O641
• 字数: 5314字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2010.04.010

摘要

运用密度泛函(DFT)和关联从头算(correlated ab initio)理论,对阳离子X+3(X=Sc、Y、La) 和相关的中性X3Cl (X=Sc、Y、La)团簇的稳定结构与芳香性进行研究.计算结果表明,X+3阳离子有两个稳定异构体:正三角型(D3h)和线型(D∞h),其中正三角型为基态.对于中性的X3Cl团簇,Sc3Cl 有三个稳定的异构体: 三角金字塔型(C3v)、双齿型(C2v-1) 和 C2v-2型(图 1 );而Y3Cl 和 La3Cl只有2个稳定的异构体: 三角金字塔型(C3v) 和双齿型(C2v-1).但这三个中性X3Cl团簇的基态都是双齿型(C2v-1)结构.对阳离子正三角型(D3h)基态结构进行共振能(RE)和核独立化学位移(NICS)的计算结果表明,X+3正三角型异构体展现出较高的芳香性.详细的分子轨道分析显示,正三角型Sc+3和Y+3阳离子有一个离域的π型分子轨道,显现出单π-芳香性;而正三角型La+3阳离子有一个离域的σ型分子轨道,显现出单σ-芳香性. X+3单π-芳香性或单σ-芳香性主要源于过渡金属Sc、Y和La的d原子轨道的贡献.另外,通过分子轨道分析还发现,当一个补偿阴离子Cl-分别与Sc+3、Y+3阳离子结合成中性Sc3Cl、Y3Cl团簇时,其组成单元Sc+3、Y+3的芳香类型从原π-芳香性变为σ-芳香性,而当一个补偿阴离子Cl-与La+3阳离子结合成中性La3Cl时,其组成单元La+3原σ-芳香性保持不变.换言之,三个中性X3Cl团簇都只显现出单σ-芳香性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	池贤兴	温州大学物理与电子信息工程学院	9	5	1.0	1.0
2	林行展	温州大学物理与电子信息工程学院	1	2	1.0	1.0