鐵、鈷、鎳與CO成鍵作用的量子拓撲研究.pdf

1、柄要摘要本論文的研究對象是過渡金屬鐵、鉆、鎳原子簇的性質(zhì)及其在FT合成反應中對合成氣體的吸附作用。研究目的在于利用量子化學和電子密度拓撲分析方法從分子水平上對原子簇化合物的分子構型、電子結構、化學鍵的性質(zhì)以及其在FT合成反應中對H.CO的吸附作用加以描述，并對分子結構和化學鍵的性質(zhì)做出派確、合理的分析，為該類體系的進一步研究提供可靠的理論基礎。在論文開展之初，對原子簇的研究現(xiàn)狀進行了文獻調(diào)研。近20年來從物理學及量子化學的角度對原子簇的

2、研究己經(jīng)有了一些報道。本論文的第二部分對量子化學與量子拓撲學理論的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀進行了敘述，量子化學的應用研究范圍正在不斷擴大，化學鍵和分子電子結構仍然是量子化學研究的主要內(nèi)容之一。近幾年來，國際上應用量子拓撲學對化學鍵及化學反應機制的研究取得了很大的成就。本論文第三章是研究單個金屬原子體系對CO的吸附。首先對基組和方法進行選擇繼而采用所選擇的方法和基組對其進行優(yōu)化，在構型優(yōu)化和量子化學計算的基礎上，根據(jù)電荷密度、拉普拉斯量、橢圓度

3、等拓撲指標的變化對不同多重度原子簇中金屬與金屬原子化學鍵、金屬原子與碳原子以及碳和氧原子之間形成的化學鍵進行了定量描述，得到如下結論:(1)從所研究對象(過渡金屬)的計算結果與實驗值的符合情況、計算時間和計算精確度三方面綜合考慮，B3LYP方法、6311G(d)基組是最佳的選擇。(2)鐵對CO的吸附能相對較小，鉆的居中，鎳的吸附能最大。本論文第四章的研究對象是雙金屬原子簇對CO的吸附作用。首先分別對CO在各原子簇表面的吸附產(chǎn)物進行優(yōu)化，

4、利用電子密度拓撲分析方法對所研究體系的化學鍵的性質(zhì)及成鍵特性進行了探討并對不同吸附位進行比較研究，得到了一些結論:(1)CO采取直線型摘要AbstractThepropertyoftheFerrumCobaltNickelclustersandthecatalysteffectsthatareshowedintheFishcherTropschreactionarestudiedinthispaper.Thepurposeofthisw

5、orkistostudythegeometryconfigurationselectronicstructuresbondingnatureoftheclustersandtheadsorptionactionofthe:synthesisgasonitssurfacebyQuantumChemistryandelectronicdensitytopologicalanalysismethods.Thestudiesinthispape

6、rwillhelpthefartherresearchesinthisfield.InthefirstpartofthisworkpreviousstudiesontheclustersandFTsyntheticreactionsystemwereinvestigated.Thereweresomestudiesontheclustersinthepasttwentyyearsespeciallylessresearchonelect

7、ronicdensitytopologicalanalysisontransitionmetalssystemsappeared.AttheseconopartoftheworkthewideapplicationofQuantumChemistryandQuantumChemicalTopologywassummarized.Bondingcharactersandelectronicstructuresarestillthemain

8、areaofquantumchemicalresearchwork.Becausetheelectronicdensitytopologicalanal夕sismethodisanewmethodtherearemanystudiesneedtobedonebythetheory.InchapterthreestudiesaboutadsorptionofCOonthesurfaceofsingleatomwerecarriedout.

9、FirstlywehavechosentheoptimalbasicsetsandmethodsSecondlytheclustersofdifferentspinmultiplyhavebeenoptimizedAtlastwepaymoreatentiontotheinvestigationofthetopologicalpropertiesofthebonds.Intheviewofquantumtopologythecharac

10、teristicofbondswasdescribedquantitativelyaccordingtothechangesofelectronicdensitylapalacianandellipicityofdiferentcompoundsforthefirsttime.Thefollowingconclusionsweregiven:(1)Takenthecomparedresultsbetweenthecalculateand