Nghiên cứu cấu trúc và một số tính chất của các cluster kim loại nhôm bằng phương pháp phiếm hàm mật độ

Cấu trúc và tính chất của một số clusters Aln (n=2÷6) được nghiên cứu bằng phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT) B3LYP với bộ hàm cơ sở Aug-cc-pvtz. Từ đó, xác định các cấu trúc bền nhất với độ bội spin khác nhau và một số tính chất như năng lượng liên kết, năng lượng liên kết trung bình, mức chênh lệch năng lượng LUMO-HOMO.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu cấu trúc và một số tính chất của các cluster kim loại nhôm bằng phương pháp phiếm hàm mật độ TẠP CHÍ KHOA HỌC – ĐẠI HỌC TÂY BẮC Lê Khắc Phương Chi và nnk (2021) Khoa học Tự nhiên và Công nghệ (22): 31 - 40 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CÁC CLUSTER KIM LOẠI NHÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ Lê Khắc Phương Chi1, Vi Hữu Việt1, Nguyễn Thị Nga2 1 Trường Đại học Tây Bắc, 2 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt: Cấu trúc và tính chất của một số clusters Aln (n=2÷6) được chúng tôi nghiên cứu bằng phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT) B3LYP với bộ hàm cơ sở Aug-cc-pvtz. Từ đó, chúng tôi đã xác định các cấu trúc bền nhất với độ bội spin khác nhau và một số tính chất như năng lượng liên kết, năng lượng liên kết trung bình, mức chênh lệch năng lượng LUMO-HOMO. Một số kết quả nghiên cứu đã được so sánh với số liệu thực nghiệm cho thấy sự phù hợp tốt. Từ khóa: Cluster nhôm, phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT), mức chênh lệch năng lượng LUMO- HOMO. ĐẶT VẤN ĐỀ độ chúng tôi tiến hành nghiêm cứu cấu trúc và tính chất của một số cluster kim loại Aln (n=2-6). Hoá học lượng tử là một ngành khoa học ứng dụng cơ học lượng tử để giải quyết các vấn đề PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU của hóa học. Đặc biệt nó cho phép nghiên cứu Tất cả các tính toán được thực hiện bằng lí thuyết về cấu trúc phân tử và khả năng phản phần mềm Gaussian 09[2] và các phần mềm hỗ ứng, dự đoán các thông số của phản ứng thí trợ khác như GaussView, ChemCraft, Excel. nghiệm,... Áp dụng các phương pháp và phần Một số phương pháp DFT thường được sử mềm tính toán để chỉ ra các thông số cấu trúc, dụng để xác định cấu trúc và tính chất của cluster loại năng lượng, cơ chế phản ứng, thông số nhiệt kim loại như: B3LYP, B3PW91, PB86, BLYP. Tối động học, các phổ hồng ngoại, phổ khối…. ưu hóa cấu trúc đồng thới tính năng lượng điểm Trong những năm gần đây, công nghệ nano đã đơn, năng lượng điểm không và các thông số nhiệt tạo những bước đột phá trong lĩnh vực vật liệu, động học của các phân tử theo phương pháp đã điện tử, công nghệ thông tin, y học…. Ngành chọn ở trên với bộ hàm cơ sở tương ứng Lanl2dz, Hóa học vật liệu nano trở thành mối quan tâm Aug-cc-pvdz, Aug-cc-pvtz, 6-311++G(d, p). nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên cả lý Kết quả tính toán cho cluster Al2 được so thuyết và thực nghiệm. Kim loại nhôm cũng là sánh với số liệu thực nghiệm từ đó lựa chọn một vật liệu được các nhà khoa học quan tâm phương pháp phù hợp nhất đi nghiên cứu cấu nghiên cứu và phát triển theo công nghệ nano. trúc, tính chất của các cluster Aln. Từ các tính Bằng cách sử dụng phương pháp phiếm hàm mật toán trên ta thu được các giá trị trong bảng sau: Sai số Sai số (%) Phương pháp Bộ hàm d(Å) f(cm-1) (%) Lanl2dz 2,884 6,775 220,63 22,80 Aug-cc-pvdz 2,805 3,850 238,88 16,42 BLYP Aug-cc-pvtz 2,790 3,295 241,37 15,55 6-311++G(d, p) 2,799 3,628 236,39 17,29 Lanl2dz 2,867 6,146 231,93 18,85 Aug-cc-pvdz 2,779 2,888 253,27 11,38 BP86 Aug-cc-pvtz 2,766 2,407 254,87 10,82 6-311++G(d, p) 2,773 2,666 250,64 12,30 34 Lanl2dz 2,839 5,109 245,74 14,02 B3PW91 Aug-cc-pvdz 2,502 7,368 341,33 19,43 Aug-cc-pvtz 2,487 7,923 344,35 20,49 6-311++G(d, p) 2,758 2,110 257,95 9,74 Lanl2dz ...