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苯在Au(100)表面化学吸附的周期性密度泛函理论研究
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]福州大学化学系,结构化学国家重点实验室,福州350002
  • 相关基金:国家自然科学基金(20273013)和福建省教育厅科技项目(JA03020)资助
中文摘要:

采用局域密度泛函理论(LDA)的VWN方法,结合周期平板模型,在DNP基组下,研究了苯分子在Au(100)面的吸附情况.构型优化的结果表明,苯分子在穴位吸附活性最高,吸附能为-184.8~184.3kJ·mol^-1,苯环发生扭曲,C—C键明显拉长,出现了介于苯和1,4-环己二烯之间的船状构型,船头的2个C原子从sp^2杂化重新进行sp^3杂化.苯分子在桥位和顶位的吸附活性较低,吸附能分别为-156.7— -145.3kJ·mol^-1、-116.5— -117.0kJ·mol^-1,苯分子构型有稍微的改变.轨道分析的结果还表明,吸附之后苯分子的轨道简并度降低,苯分子的LUMO轨道和邻近Au原子的dτ2轨道叠加比较好,两个对位的C原子以双σ键形式连接到表面邻近的Au原子上.

英文摘要:

Benzene adsorption on Au(100)-3×3 surface has been studied with periodical slab model by Vosko-WilkNusair LDA functional under double numeric basis with polarization functions. The results of geometry optimization indicate that the hollow site in the highest coordination is energetically active for benzene adsorbed on Au(100) surface, and the adsorption energy is -184.8--184.3 kJ ·mol^-1. The benzene ring has been distorted, and the C--C bond has a considerable elongation. Two opposite carbon atoms are involved in the adsorption process leading to a rehybridization of the two carbon atoms from sp2 to sp3, which makes the adsorbate state intermediate between benzene and 1,4-cyclohexadiene. The benzene adsorbed in the bridge and top positions is found to be energetically less favorable, and the adsorption energies are respectively -156.7--145.3 kJ ·mol^-1 and -116.5--117.0 kl ·mol^-1. The geometry of benzene has a slight elongation. The molecular orbital analysis also indicates that the degenerate frontier molecular orbitals lose their degeneracy with decrease of symmetry. The LUMO of benzene has a good overlap with the dτ2 orbital of Au atom. The two carbon atoms in the opposite positions are bonded to the near Au atoms with di-σ bonds.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781