密度泛函理论 乙醇-水分子团簇 氢键 结合能 幻数 协同效应论文.docVIP

密度泛函理论论文：乙醇—水分子团簇稳定结构的理论研究 【中文摘要】团簇作为微观层次上有限原子或分子的聚集体是界于气态和凝聚态之间的一种特殊形态,团簇具有奇特的几何结构,对团簇稳定结构的研究不仅可以深入了解团簇本身的性质,也有助于更进一步了解其相应宏观的物理化学性质。近年来,随着对团簇研究的深入,分子间的弱相互作用受到越来越多研究者的关注。本文首先采用密度泛函理论B3LYP方法,在B3LYP/6-311++G(2d,2p)//B3LYP/6-311++G(d,p)基组水平上对乙醇-水分子团簇(C_2H_5OH(H_2O)_n (n=1-9))的各种性质进行研究,如:优化的几何构型、结构参数、氢键、结合能、平均氢键强度、NBO电荷分布、团簇的生长规律等。结果表明,从二维环状结构到三维笼状结构的过渡出现在n=5的乙醇-水分子团簇中。此外,利用团簇结合能的二阶差分、形成能、能隙等性质,发现在n=6时乙醇-水分子团簇的最低能量结构稳定性较好,可能为幻数结构。最后,为了进一步探讨氢键本质,将C_2H_5OH(H_2O)_n (n=2-9)最低能量结构的各种性质与纯水分子团簇(H_2O)_n (n=3-10)比较,其结果表明前者与后者中水分子之间的氢键相似。基于B3LYP... 【英文摘要】As aggregates of finite number of atoms or molecular at the microscopic level, clusters exhibit novel geometries、electronic properties as well as widely potential applications. The study of atom or molecule clusters can not only help to make more understanding of native properties of clusters, but also speed learning of properties of solid body. More and more interests have been abstracted for studying clusters both experimentally and theoretically. Recently years, the faint force between molecules graduall... 【关键词】密度泛函理论 乙醇-水分子团簇 氢键 结合能 幻数 协同效应 【英文关键词】Density functional theory C_2H_5OH(H_2O) clusters Hydrogen bond Binding energy Magic number Cooperative effects 【目录】乙醇—水分子团簇稳定结构的理论研究 中文摘要 6-7 ABSTRACT 7 1 引言 8-12 1.1 团簇科学简介 8-9 1.2 氢键简介 9-11 1.3 乙醇水团簇的研究进展 11-12 2 理论基础和计算方法 12-22 2.1 量子化学的基本理论及发展历程 12-13 2.2 从头算基础理论和方法选择 13-22 2.2.1 Gaussian 软件简介 14 2.2.2 Gaussian 在团簇研究中的应用 14-15 2.2.3 从头算方法的选择 15-16 2.2.4 基组的选择 16-18 2.2.5 密度泛函理论基础 18-21 2.2.6 MP2 理论基础 21-22 3 B3LYP 方法下乙醇-水分子团簇的理论研究 22-36 3.1 计算方法 22 3.2 乙醇-水团簇结构能量性质 22-36 3.2.1 乙醇分子单体的结构性质 23 3.2.2 Ethanol-(water)_n (n=1–9)的结构和能量性质 23-30 3.2.3 ETHANOL-(WATER)_N (N=1-9)的NBO 电荷分布 30-31 3.2.4 从二维环状结构到三维笼状结构的过渡 31-32 3.2.5 乙醇-水分子团簇的生长规律 32-34 3.2.6 乙醇-水分子团簇最低能量结构与纯水分子团簇的性质对比 34-36 3.3 小结 36 4 MP2 方法下乙醇-水分子低能环状团簇的理论研究 36-43 4.1 计算方法 36-37 4.2 乙醇-水环状团簇ETHANOL-(WATER)_N (N=2-5)的结构能量性质 37-42 4.2.1 乙醇-水环状团簇ETHANOL-(WATER)_N (N=2-5)的结构和结构参数 37-40 4.2.2 乙醇-水环状团簇ETHANOL-(WATER)_N 的自然电荷 40