内嵌金属碳氮化物团簇富勒烯的稳定性与生成机理

施俊杰; 胡子琦; 杨逸豪; 步宇翔; 施祖进

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内嵌金属碳氮化物团簇富勒烯的稳定性与生成机理

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对新结构富勒烯金属包合物的探索是富勒烯领域中的研究重点.本文从内嵌团簇与富勒烯碳笼尺寸匹配的角度出发,对基于金属碳氮化物团簇的新结构富勒烯金属包合物进行了研究.通过量子化学计算研究了M3NC团簇(M=Y,La,Gd)内嵌在D2(186)-C96和D2(35)-C88分子中所形成包合物的稳定性和电子结构,发现富勒烯碳笼接受内嵌团簇转移的六个电子形成了稳定结构.结合文献已报道过的Sc3NC@Ih(7)-C80分子,阐明了M3NC团簇与富勒烯碳笼之间的尺寸匹配效应,并发现D2(186)-C96、 D2(35)-C88和Ih(7)-C80三种富勒烯碳笼均具有五元环均匀分布的结构特点.我们对富勒烯之间的转变路径进行了研究,提出了不含Stone-Wales异构化过程的富勒烯直接生成机理,即可以通过增加碳原子的过程使五元环重排,在保持稳定性结构单元的同时转变为更大碳笼.

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来源
《物理化学学报》 |2021年第10期|40-45|共6页
作者
施俊杰; 胡子琦; 杨逸豪; 步宇翔; 施祖进;
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作者单位

山东大学化学与化工学院济南250100;

北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学国家研究中心北京100871;

北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学国家研究中心北京100871;

山东大学化学与化工学院济南250100;

北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学国家研究中心北京100871;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类结构化学;
关键词
富勒烯; 金属富勒烯; 密度泛函理论; 电子结构; 稀土元素;

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