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团簇由于其尺寸效应，表现出与宏观体现物质不同的化学、物理性质，为开发新型材料开辟了新的途径。随着团簇尺寸、组成，结构的变化，团簇的化学、物理性质发生较大的变化，以及团簇有较大的比表面积、裸露在外的原子较多是较为理想的催化剂材料，为此，团簇的几何结构成为理解团簇性质的关键，然而实验上很难确定团簇的结构，此外，团簇的相对稳定性与该团簇的含量在系列中所占的比例有关，实验上通过测定质谱峰的强度来获得。由于在测量质谱之前必须要经过离子化，这导致无法判断对应的峰强度是离子团簇的还是中性中性团簇的。理论计算弥补了这一空缺，使得团簇研究更为精细。因为铝元素在地壳中的含量较大，铝合金材料有不同于单组份材料不同的从而性质引起了人们的广泛关注。与此同时，铝合金团簇的结构和电子特性也受到了人们的关注。H2能源被认为是21世纪最有前途的能源，但是H2的储存及运输成为人类利用氢能源急需解决的问题，为此，设计并开发一种新型材料具有较大的意义，基于以上原因，本文设计并研究了铬掺杂铝团簇的结构、性质以及吸附H原子和H2的行为，为实验上开发新型材料提供理论基础和指导。主要包括以下内容：1．在Gaussian03软件包下，采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法，Al原子采用6-31g*基组和Cr原子采用赝势基组LANL2DZ水平上设计并优化得到AlnCr（0,±1）（n=1-13）团簇的基态结构，同时，考查了AlnCr（0,±1）,（n=1-13）团簇的几何结构、电子特性、相对稳定性和团簇随n值增大的变化规律。能量采用校正的零点能。研究表明：AlnCr（0,±1）（n=1-13）团簇中Cr原子处在团簇的表面，对于中性团簇来说AlCr、Al2Cr、Al6Cr、Al9Cr、Al13Cr这些团簇的化学活性较低，稳定性好。对于阳离子团簇来说AlCr+、Al3Cr+、Al7Cr+、Al10Cr+、Al12Cr+团簇较同系列中其它团簇。对于阴离子团簇来说，n值为偶数时的团簇稳定性比n值为奇数时的团簇稳定性好，其中Al6Cr-的稳定性最好。同时我们计算的Cr2、Al2、AlCr团簇的键长、平均结合能、垂直电离能的与文献中实验值和理论值做了比较，说明我们采用计算方法的合理性。2．采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法，Al、H原子采用6-31g*基组和Cr原子采用赝势基组LANL2DZ水平上考查了H原子及H2分子在AlnCr（n=1-13）团簇上的吸附行为，所得结论如下：AlCrH与Al12CrH的结构中H原子处于Al-Cr的桥位，对于Al2CrH结构中H原子加到了Al-Al的桥位，而AlnCrH（n=3-11,13）的结构中H原子接在Al原子的端位，H原子吸附在Al3Cr、Al7Cr、Al8Cr、Al11Cr团簇上时放出较多的能量。当H2分子在AlnCr团簇的物理吸附时，H2分子容易吸附在Cr原子的顶部，对于AlnCr与H2作用产生AlnCrH2系列中H2分子在Al2Cr、Al7Cr团簇上的解离具有放热多且能垒低。AlnCrH2（n=1，3，4，5，6，7，8，11，13）团簇结构中H原子接在相对位的两个Al原子上，Al2CrH结构中两个H原子均接在桥位，Al10CrH2、Al9CrH和Al12CrH2团簇中一个H原子接在桥位而另一个接在Al原子的端位，Al3CrH2、Al7CrH2、Al10CrH2团簇在AlnCrH2系列中比其它团簇稳定，H原子加在AlnCr上会对团簇的结构、极化率有一定的影响。