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过渡金属原子簇是在分子水平上研究表面科学和固体性质的理想模型，尤其是裸核过渡金属原子簇，既表现出很大的磁性，又表现出较高的反应活性，因此人们对其结构与性质之间的关系表现出极大的兴趣。本课题用量子化学中DFT理论方法研究了裸核过渡金属原子簇的结构本质，并阐明了电子结构与性质之间的关系。 ⅰ．综述了近年来过渡金属原子簇的研究现状。 ⅱ．在B3LYP／LANL2DZ水平上，首次通过原子簇模型系统地研究了第六周期裸核过渡金属原子簇（除Hg外）的电子结构及其束缚能、亲合能、电离势、原子间的距离和磁性等物理性质，结果表明： （1） 束缚能、键长、亲合能及电离势的变化趋势与宏观金属实验值的变化趋势具有较好的一致性。 （2） 原子簇的磁矩随着原子序数增加而非单调增加或减小。其中有些原子簇存在着一些非零磁性（nonzeromagnet），而Os原子簇和Ir原子簇有较大的磁矩。 （3） 原子簇的能隙值（最高已占轨道能量与最低未占轨道能量的差）与原子序数之间不存在明显的相关性。 ⅲ．在B3LYP／STO-3G水平上全优化Fen（n≤6）原子簇的几何结构，从而准确分析了Fen（n≤6）原子簇的性质，研究发现： （1） 基态的原子簇平衡间距比金属晶体的键长2.48A短得多。随着簇中原子的个数的增多，基态下的原子簇的平均原子间距表现出单调递增的特征。 （2） 基态原子簇的磁矩比具有大体积金属磁矩大22％—45％。另外，原子簇的磁矩随簇中原子的个数的增多而逐渐增大，但增大的幅度逐渐减小。非磁性态的原子簇在能量上较高，但与基态保持相似的结构且原子间距离更短。邻近键数（number of near-neighbor bond）和磁能的获得使铁原子簇趋向高维数闭式结构。闭式的原子簇比具有体心立方（bcc）品格的Fe金属更稳定。 （3） 原子簇的亲合能随簇中原子的个数的增多而单调递增，而其电离势却随簇规模的增大而明显地呈现下降趋势，但Fe6原子簇的束缚能与磁矩的关系不呈现单调递增或递减。 广西师范大学硕士学位论文 （4）原子簇的红外振功频率随着簇中原子个数的增多而下降，而红外吸收峰的个 数则随着簇中原子个数的增多而增加。