Mg3N2团簇吸附H的密度泛函理论研究

稀有金属, 2016, 45(5): 1182-1188.

Mg3N2团簇吸附H的密度泛函理论研究

陈玉红 ^1, , 李文强 ^2, , 张梅玲 ^3, , 张材荣 ^4, , 康龙 ^5, , 罗永春 ^6,

1.兰州理工大学,甘肃兰州730050;省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室, 甘肃兰州730050

2.兰州理工大学,甘肃兰州,730050

3.兰州理工大学,甘肃兰州,730050

4.兰州理工大学,甘肃兰州730050;省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室, 甘肃兰州730050

5.省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州,730050

6.省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州,730050

基金项目: 兰州市科技项目(2011-1-10) 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室(兰州理工大学)开放基金(SKLAB02014004) 国家自然科学基金(5156202) 甘肃省高校基本科研业务费(05-0342) 兰州理工大学博士基金(BS200901)

关键词： (Mg3N2)nHm团簇 , 吸附H , 基态结构 , 密度泛函理论

Research on Mg3N2 Clusters Adsorbing H by Density Functional Theory

Keywords： (Mg3N2)nHm clusters , adsorbed H , ground state structure , density functional theory

运用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法在6-311 G*基组水平上对Mg3N2Hm(m=1～4)和(Mg3N2)nHm(n=2～4,m=1～2)团簇的可能几何结构进行优化,预测了其最稳定结构,并对最稳定结构的电子结构,成键特性,电荷分布,振动特性及稳定性等进行分析.结果表明:当团簇吸附H原子少于N原子数目时,一般形成-NH基;随着团簇吸附H原子数目的增加,当所有N原子吸H形成-NH基后,才有-NH基吸附H原子形成-NH2基;但并不是所有-NH基全部形成-NH2基的饱和结构,此时部分H原子会吸附于Mg原子上形成MgH结构.H原子易吸附于凸出的、包含孤对电子的N原子上;由于孤对电子间的排斥作用,H原子的吸附位置呈相互远离趋势.团簇中N-H之间是共价键作用,而Mg-H间是离子键作用,-NH和-NH2基在团簇中保持完整性,团簇可以很好地描述晶体的储氢行为.

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