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利用基于广义梯度近似(GGA)下的密度泛函理论(DFT),系统地研究了小体系钛金属团簇(Tin-mH2, n=2~7, m=1~22)吸附不同数目的氢分子后的稳定几何结构及其相应的电子结构。发现:(1)当钛金属团簇(Tin)仅吸附一个氢分子时:若n<5,氢分子之间的H-H键被打断后分别吸附于两个相邻的棱上;当n=5时是一个棱-面吸附的转折点:氢分子中的一个氢分子吸附于面上,而另外一个氢原子仍吸附于棱上;当n>5时,这两个氢原子分别位于在相邻的两个面上;(2)我们得到了不同的钛金属团簇(Tin,n=2~7)吸附氢分子的饱和结构,发现Ti2和Ti3中每个Ti原子平均可化学吸附高达5个数目的氢分子;随着钛团簇数目的增大,每个Ti原子吸附的氢分子数目随之减少,但对于Ti7,仍可达到3个,这与其他人所指出“每个Ti原子平均可吸附3~5个氢分子”相一致;我们还发现,对于Ti7团簇饱和吸附氢分子的数目为21个,远大于P. Tarakeshw-ar等人所指出的15个氢分子。(3)当研究钛金属团簇Ti7吸附不同数目的氢分子数(m)时发现:当所吸附的氢分子数目m比较少时,氢分子都是分解成氢原子的形式吸附于Ti7上的;大约在m=10左右,开始同时出现氢分子、氢原子吸附在Ti7上;当m≤19时,Ti7团簇均保持着五边形的双棱锥结构(类D5h),当m≥21时,Ti7团簇的结构发生了突变,其结构为类C3v结构;(4)从Tin–mH2团簇的电子结构的分析中,我们发现:随着吸附氢分子数m的增大,团簇中各原子轨道之间发生了更为复杂的轨道杂化相互作用,除了Ti原子的价电子3d,4s外,内层电子3s,3p,以及非占据轨道4p也参与了轨道杂化相互作用;从PDOS图还可以看出,Ti的3d态密度从费米能级附近随着吸附氢分子数目的增大而展宽到深能级中;通过密立根占据数分析,我们得知:Ti原子的电子,特别是3d轨道上的电子转移到H的1s轨道上,导致氢分子中的库仑相互作用大大增强,从而打断H-H键,使得氢分子分解吸附到Tin团簇上。此外我们研究了小体系的[Tin–mH2]x(n = 2~7; m = 0~22; x = -1,+1)团簇。通过分析各原子的密立根占据数(Atomic Mulliken Occupation , AMO ),发现当Tin–mH2团簇带电之后,团簇的电荷将重新分配。Tin–mH2团簇中Ti—Ti和Ti—H化学键因为电荷的重新分配而发生明显的变化。除‘Ti6–18H2-Gn’和‘Ti7–21H2-Gp’两个团簇的有效体积变化不明显之外,带电的团簇结构相对于中性结构而言更松散,并且团簇的几何结构发生了一定的畸变。通过研究发现团簇Tin–mH2具有较大的电离能和电子亲和能,表明这些团簇有很强的化学稳定性。