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硼和它的化合物由于具有较高的电负性和电离能,已经被广泛地用于超导体、电子和航空等领域。此外,过渡金属掺杂在硼团簇中能够作为一种很好的氢储存材料,具有广阔的应用前景。目前,金属硼混合团簇研究的报道很多,硼铂团簇的结构,热力学和动力学稳定性的研究报道却较少。 本文通过量子化学计算对二元硼铂混合团簇进行了系统的研究,获得了团簇能量较低异构体。并且对团簇的几何生长模式、成键性质、稳定性、芳香性和异构化等进行了考察和分析。本论文的主要贡献如下: 1.我们利用CCSD(T)/[6-311+G(d)/LanL2DZ]//B3LYP/[6-311+G(d)/LanL2DZ]方法系统地研究了BnPt(n=1-6)团簇的可能异构体的几何结构、热力学稳定性、动力学稳定性和成键特征。最稳定的BnPt(n=1-6)异构体采取平面或准平面结构。BnPt(n=2-5)团簇通过一个Pt原子添加在纯硼团簇中B-B边缘产生的。然而,非平面的B6Pt团簇,掺杂一个Pt原子很大地影响了母体硼团簇的形状。掺杂Pt原子能够提高纯硼团簇的稳定性。价分子轨道(VMO)、电子定位功能(ELF)和Mayer键级(MBO)被应用于考察BnPt(n=2-6)团簇成键的本质。利用价分子轨道(VMO)、电子定域函数(ELF)、适应性自然密度分割(ADNDP)和核独立化学位移(NICS)分析和讨论了BnPt(n=2-6)团簇的一些异构体的芳香性。从能量和分解能分析表明B2Pt和B4Pt具有较高的稳定性。重要的是,BnPt(n=2-5)一些异构体在动力学和热力学上都稳定,在未来的实验室可能观察到。 2.在CCSD(T)/[6-311+G(d)/LanL2DZ]//B3LYP/[6-311+G(d)/LanL2DZ]水平下对BnPt2(n=1-8)团簇低能异构体的几何结构、势能面、芳香性和稳定性进行系统性地研究。BnPt2(n=2-8)团簇最稳定结构都呈现(准)平面环状几何结构。并且,BnPt2(n=1-8)最稳定异构体可以被看成两个铂原子增加在Bn-(n=1-8)团簇外环上除了B6Pt2。因为B6Pt2可以被看成B8-团簇中两个硼原子被两个铂原子所取代。基于价分子轨道(VMO)、电子定域函数(ELF)、适应性自然密度分割(ADNDP)和核独立化学位移(NICS)共同分析芳香性可知,只有B4Pt2团簇的第三低能异构体具有σ和π芳香性。平均原子成键能值(BE)、成键能增量值(IBE)和能量二次差分(Δ2E)结果表明,B2Pt2、B4Pt2和B7Pt2具有较高的稳定性。在异构化过程中,BnPt2(n=2-5)团簇最稳定异构体在热力学和动力学上都是稳定的。这些异构体预计在未来的实验中可能被检测到。