纳米尺度理论与计算-纳米催化计算研究理论基础.pdfVIP

上机问题 • 电子结构计算完成该如何分析？ • 如何构建合理的吸附模型？ • 为什么计算出的基元步骤势能面不一样？ • 如何构建出完整的势能面？ • 如何合理地设置计算参数？ 学习内容 结构 性质 用途 • 电子结构 （原子轨道、分子轨道、能带） • 晶体结构 （晶格、晶面、缺陷） • 表面吸附 （吸附位点、吸附能、吸附类型 、共吸附） • 过渡态有哪些信誉好的足球投注网站 • 理论基础和计算方法 电子结构 ◆原子轨道理论(Atomic Orbital Theory); ◆分子轨道理论(Molecular Orbital Theory); ◆能带理论(Band theory, electron structure of solid)； ◆多相催化剂中的电子效应 原子轨道理论 • 原子轨道 （atomic orbital ），又称轨态， 是以数学函数描述原子中电子似波行为。 此波函数可用来计算在原子核外的特定空 间中，找到原子中电子的机率，并指出电 子在三维空间中的可能位置。 • “轨道”便是指在波函数界定下，电子在 原子核外空间出现机率较大的区域。 • 单电子薛定谔方程的合理解ψ 原子轨道理论 • 原子轨道是单一原子的波函数，使用时必 须代入n （主量子数）、l （角量子数）、m （磁量子数）三个量子化参数，分别决定 电子的能量、角动量和方位，三者统称为 量子数。 • 每个轨道都有一组不同的量子数，且最多 可容纳两个电子。s轨道、p轨道、d轨道、 f轨道则分别代表角量子数l =0, 1, 2, 3的轨 道。 电子云和原子轨道 1 s , 2 s , 2 p x , 2 p y , 2 p z Na: 2 2 2 dz dxz dyz dxy dx -y 原子轨道能级 ➢ 能层( 电子层：n = 1、2、3、4、5、6) ➢ 能级( 电子亚层：s, p, d, f) （1）相同能层：nsnpndnf; （2 ）相同能级：1s＜2s ＜3s＜4s ＜……; （3 ）相同能层, 不同原子轨道：2px=2py=2pz, etc.; （4 ）不同能层和能级：1s＜2s ＜2p ＜3s＜3p＜4s ＜3d ＜4p ＜5s＜4d ＜5p＜6s＜4f ＜5d＜6p＜7s…… y g r e n E Pauli approximate energy level diagram According to the principle, electrons fill orbitals starting at the lowest available(possible) energy states before filling higher states(e.g. 1s before 2s) Atoms small than Cr （Z=24) strictly obey the Aufbau principle. Some exceptions occur for atoms larger