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首页> 外文期刊>The journal of physical chemistry, A. Molecules, spectroscopy, kinetics, environment, & general theory >Ferromagnetic bonding: High spin copper clusters (Cu-n+1(n); n) 2-14) devoid of electron pairs but possessing strong bonding
【24h】

Ferromagnetic bonding: High spin copper clusters (Cu-n+1(n); n) 2-14) devoid of electron pairs but possessing strong bonding

机译：铁磁键合：高自旋铜簇（Cu-n + 1（n）; n）2-14）缺乏电子对，但具有强键合

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Density functional theoretic studies are performed for the high-spin copper clusters Cu-n+1(n) (n = 2 - 14), which are devoid of electron pairs shared between atoms, hence no-pair clusters (J. Phys. Chem. 1988, 92, 1352; Isr. J. Chem. 1993, 33, 455; J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3165). Despite the lack of electron pairing, it is found that the bond dissociation energy per atom (BDE) is significant and converges (to within 1 kcal mol(-1)), around a cluster size Cu-11(10), to a value of BDE = 19 kcal mol(-1). This is a very large bonding energy, much larger than has previously been obtained for no-pair clusters of lithium, BDE = 12 kcal mol(-1), or sodium clusters, BDE = 3 kcal mol(-1). This bonding, so-called ferromagnetic bonding (FM-bonding) is analyzed using a valence bond (VB) model (J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4961; Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 158). As such, FM-bonding in no-pair clusters is described as an ionic fluctuation, of the triplet pair, that spreads over all the close neighbors of a given atom in the clusters. Thus, if we refer to each triplet pair and its ionic fluctuations as a local FM-bond, we can regard the electronic structure of a given M-n+1(n) cluster as a resonance hybrid of all the local FM-bonds between close neighbors. The model shows how a weak interaction in the diatomic triplet molecule can become a remarkably strong binding force that binds together mono-valent atoms without even a single electron pair. This is achieved because the growing number of VB structures exerts a cumulative effect of stabilization that is maximized when the cluster has a compact structure with an optimal coordination number for the atoms.
机译：对高自旋铜团簇Cu-n + 1（n）（n = 2-14）进行了密度泛函理论研究，这些团簇没有原子之间共享的电子对，因此没有成对的团簇（J. Phys。Chem。 1988，92，1352; Isr.J.Chem.1993，33，455; J.Am.Chem.Soc.1999，121，3165）。尽管缺乏电子配对，但发现每个原子的键解离能（BDE / n）很大，并且在簇尺寸Cu-11（10）附近收敛到（1 kcal mol（-1）以内）。 BDE / n的值= 19 kcal mol（-1）。这是一个非常大的键合能，比以前的不成对锂簇，BDE / n = 12 kcal mol（-1）或钠簇，BDE / n = 3 kcal mol（-1）更大。 。使用价键（VB）模型分析这种键合，即所谓的铁磁键合（FM-bonding）（J. Phys。Chem。A 2002，106，4961; Phys。Chem。Chem。Phys。2003，5，158 ）。这样，不成对簇中的FM键被描述为三重态对的离子涨落，该涨落遍布簇中给定原子的所有近邻。因此，如果我们将每个三重态对及其离子涨落称为局部FM键，则可以将给定M-n + 1（n）团簇的电子结构视为之间的所有局部FM键的共振杂化。亲密的邻居。该模型显示了双原子三重态分子中的弱相互作用如何变成非常强大的结合力，该结合力将单价原子结合在一起，甚至没有单个电子对。之所以能够做到这一点，是因为VB结构的数量不断增加，产生了稳定的累积效应，当团簇具有紧凑的结构且原子的最佳配位数时，该稳定性的最大化。

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