勢能函數(shù)對團簇結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、團簇的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是團簇科學(xué)的熱點，也是計算化學(xué)領(lǐng)域的重要問題。應(yīng)用勢函數(shù)模擬體系中原子或分子的作用力，結(jié)合高效的優(yōu)化算法進(jìn)行理論計算，并得到可靠的最優(yōu)結(jié)構(gòu)是團簇研究的有效方法。團簇的結(jié)構(gòu)優(yōu)化也是實驗的重要補充。為了描述不同的體系，人們建立了許多勢能函數(shù)模型。然而由于勢函數(shù)多種多樣，描述不同體系的勢函數(shù)會得到不同的結(jié)果，甚至一些非常相似的、可以用來描述相同體系的勢函數(shù)也會得到不同的結(jié)果。這說明勢函數(shù)與團簇最優(yōu)結(jié)構(gòu)的關(guān)系是非常需要研究的重要課

2、題。本論文分別對對勢的長程、短程部分與團簇結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行了研究，并闡述了多體勢與二元金屬團簇的二十面體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。本論文主要內(nèi)容包括：
　　 1．結(jié)合DLS優(yōu)化算法與三種可用來描述He原子間相互作用的勢能函數(shù)，即LJ(Lennard-Jones)勢、Pirani勢和HFD-ID(Hartree-Fock-Dispersion IndividualDamping)勢，對13-140尺寸下的He原子團簇進(jìn)行優(yōu)化，在某些尺寸下三種函數(shù)

3、得到了不同的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。對比了三種團簇的結(jié)構(gòu)、鍵長和能量。Pirani團簇最傾向于形成十面體結(jié)構(gòu)、HFD-ID則傾向于形成二十面體結(jié)構(gòu)。Pirani團簇不容易形成鍵長非常短的鍵，且鍵長相對接近于平衡距離。比較了三種函數(shù)的函數(shù)形態(tài)與導(dǎo)數(shù)，結(jié)果表明隨著短程部分函數(shù)導(dǎo)數(shù)絕對值的下降，團簇由傾向于十面體結(jié)構(gòu)逐漸過渡到二十面體結(jié)構(gòu)。
　　 2．通過改變Morse函數(shù)的參數(shù)，建立了三種短程排斥部分相同，長程吸引部分的函數(shù)值依次增大的三種勢函數(shù)

4、。結(jié)合DLS(dynamic lattice searching)優(yōu)化算法對尺寸介于13-110之間的三種團簇進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。三種團簇的結(jié)構(gòu)以二十面體構(gòu)型居多。隨著函數(shù)值的增大，團簇的體積變大，團簇中鍵長更接近于平衡距離。得出了長程吸引部分與團簇構(gòu)型的關(guān)系，當(dāng)函數(shù)值較小時，團簇的體積也較小，同時具有非常短的鍵，并傾向于出現(xiàn)十面體構(gòu)型；當(dāng)函數(shù)值較大時，團簇的體積也較大，而且在團簇表面傾向于形成多層結(jié)構(gòu)。
　　 3．應(yīng)用Gupta勢

5、函數(shù)，對A1B54和A2B53型的二元金屬團簇(AgnAu55-n和CunAu55．n，n=0，1，2，53，54，55)的二十面體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)。優(yōu)化結(jié)果表明當(dāng)A-B鍵與B-B鍵的第一臨近距離差距較大時，在A1B54和A2B53團簇中A容易出現(xiàn)在使A-B鍵長接近A-B鍵的第一臨近距離的位置。如果A在A1B54中容易出現(xiàn)在某些位置，那么在A2B53中A同樣容易出現(xiàn)在這些位置。如果B-B鍵的勢能比A-A鍵和A-B鍵的勢能高很