【摘 要】
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本文基于密度泛函理论（DFT）,采用Gaussian 09软件研究了 PxOy（x=1-2;y=1-10）团簇的几何结构、稳定性以及电子性质和光谱特性,其中P原子采用的泛函和基组是B3LYP/6-311+G（2df）,O原子对应的泛函和基组是B3LYP/6-311+G（d）。结构分析显示,这些团簇的结构基本相似,其中PO3（D3h）和P2O2（D2h）团簇对称性较高。随着O原子数n的增加,POn（
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本文基于密度泛函理论（DFT）,采用Gaussian 09软件研究了 PxOy（x=1-2;y=1-10）团簇的几何结构、稳定性以及电子性质和光谱特性,其中P原子采用的泛函和基组是B3LYP/6-311+G（2df）,O原子对应的泛函和基组是B3LYP/6-311+G（d）。结构分析显示,这些团簇的结构基本相似,其中PO3（D3h）和P2O2（D2h）团簇对称性较高。随着O原子数n的增加,POn（1≤n≤10）团簇能隙呈现不规则变化,结合能总体先上升后下降。PO3和PO在POn（1≤n≤10）团簇中分别表现出最高的化学稳定性和化学活性。P2On（1≤n≤0）团簇能隙和结合能总体都随n增大而呈现先升后降的趋势,并在P2O2和P2O6分别表现出最高的化学活性和化学稳定性。电子性质分析表明,POn（1≤n≤10）团簇的垂直电离能（VEA）和垂直电子亲合能（VIP）随n的变化趋势总体类似。VEA和VIP最大值分别位于n=6处的5.57eV和n=3处的13.38eV。与VEA相似,电负性χ值在n=3时较大（约为9.10eV）,说明PO3中原子间形成化学键时吸引电子的能力较强。PO3团簇在态密度（DOS）中费米能级两侧峰间距最大,对应较高的化学稳定性。对于P2On（1＜n＜10）团簇,VEA和VIP最大值分别位于n=9处的6.48 eV和n=6处的12.33eV。电负性χ值在P2O6处对应最大值。并且该团簇在态密度（DOS）中费米能级两侧峰间距最大,对应于最高化学稳定性。PxOy（x=1-2;y=1-10）团簇极化张量平均值＜α＞分别在PO10和P2O10处取得最大值。单原子极化张量均值＜α＞分别在PO和P2O处取得最大值,总体呈下降趋势,表明这些团簇波动较小,离域效应相对不显著。各向异性不变量△α随n的波动较为明显,其中在PO3、PO9和PO10、P2O、P2O2和P2O7波动较大,这与电场的各向异性响应较强有关。光谱特性分析揭示,POn（1≤n≤10）团簇的红外和拉曼光谱主要分布在40～1600 cm-1范围,在n=3和7处对应的拉曼和红外最强峰位分别为1119.04 cm-1和757.59 cm-1。P2On（1≤n≤10）团簇的红外和拉曼峰位主要分布在100～1600 cm-1范围。P2O3和P2O7对应的红外和拉曼最强峰位分别位于822.94 cm-1和1319.11 cm-1。POn（1≤n≤10）团簇除n=3和5处,其它团簇的最强和次强吸收峰位主要集中在200～300nm,PO7和PO3有望作为潜在的紫外和可见光吸收材料。P2On（1≤n≤10）团簇在紫外区表现出较强的吸收能力,P2O2可望作为潜在的紫外吸收材料。而P2O7可能表现出合适的可见光活性和潜在的可见光催化性能。
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