中性和阳离子丁酮团簇的结构及稳定性的理论研究

本文刊于:《物理学报》 2018年第3期

关键词:
丁酮团簇;结构;稳定性;密度泛函理论

Keywords
butanone cluster;structure;stability;density functional theory
摘要
     使用密度泛函B3LYP方法,在6-31G*和6-311+G**基组水平上计算中性和阳离子丁酮团簇(CH3COC2H5)n和(CH3COC2H5)n+(n 7)的稳定结构,并比较不同尺寸团簇之间的相对稳定性.中性和阳离子丁酮团簇的结构具有相似性:n=3—7时,组成团簇的丁酮的平均几何参数基本相同,单环结构最稳定;随着团簇尺寸的增加,双环结构的稳定性逐渐上升.通过平均结合能、一阶差分能、HOMO-LUMO能隙等计算分析可知:在所研究的各种尺寸团簇中,(CH3COC2H5)3是最稳定的中性团簇,与实验中的最强峰对应;(CH3COC2H5)4+是最稳定的阳离子团簇.通过电离能计算得到丁酮分子的垂直电离能为9.535 eV与实验值相符,同时证明中性和阳离子丁酮二元团簇的结构变化较大.研究结果为实验中丁酮团簇碎片离子的形成机理提供一定的理论依据,并且为进一步研究酮类分子团簇的生长规律提供有价值的信息.


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