內(nèi)嵌金屬碳氮化物團(tuán)簇富勒烯的穩(wěn)定性與生成機(jī)理

編號(hào)：CYYJ01754

篇名：內(nèi)嵌金屬碳氮化物團(tuán)簇富勒烯的穩(wěn)定性與生成機(jī)理

作者：施俊杰 胡子琦 楊逸豪 步宇翔 施祖進(jìn)

關(guān)鍵詞： 富勒烯 金屬富勒烯 密度泛函理論 電子結(jié)構(gòu) 稀土元素

機(jī)構(gòu)： 山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院

摘要： 對(duì)新結(jié)構(gòu)富勒烯金屬包合物的探索是富勒烯領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)。本文從內(nèi)嵌團(tuán)簇與富勒烯碳籠尺寸匹配的角度出發(fā),對(duì)基于金屬碳氮化物團(tuán)簇的新結(jié)構(gòu)富勒烯金屬包合物進(jìn)行了研究。通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算研究了M3NC團(tuán)簇(M=Y,La,Gd)內(nèi)嵌在D2(186)-C96和D2(35)-C88分子中所形成包合物的穩(wěn)定性和電子結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)富勒烯碳籠接受內(nèi)嵌團(tuán)簇轉(zhuǎn)移的六個(gè)電子形成了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。結(jié)合文獻(xiàn)已報(bào)道過(guò)的Sc3NC@Ih(7)-C80分子,闡明了M3NC團(tuán)簇與富勒烯碳籠之間的尺寸匹配效應(yīng),并發(fā)現(xiàn)D2(186)-C96、D2(35)-C88和Ih(7)-C80三種富勒烯碳籠均具有五元環(huán)均勻分布的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。我們對(duì)富勒烯之間的轉(zhuǎn)變路徑進(jìn)行了研究,提出了不含Stone-Wales異構(gòu)化過(guò)程的富勒烯直接生成機(jī)理,即可以通過(guò)增加碳原子的過(guò)程使五元環(huán)重排,在保持穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)單元的同時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦�大碳籠。