內嵌金屬碳氮化物團簇富勒烯的穩(wěn)定性與生成機理

編號：CYYJ01754

篇名：內嵌金屬碳氮化物團簇富勒烯的穩(wěn)定性與生成機理

作者：施俊杰 胡子琦 楊逸豪 步宇翔 施祖進

關鍵詞： 富勒烯 金屬富勒烯 密度泛函理論 電子結構 稀土元素

機構： 山東大學化學與化工學院 北京大學化學與分子工程學院

摘要： 對新結構富勒烯金屬包合物的探索是富勒烯領域中的研究重點。本文從內嵌團簇與富勒烯碳籠尺寸匹配的角度出發(fā),對基于金屬碳氮化物團簇的新結構富勒烯金屬包合物進行了研究。通過量子化學計算研究了M3NC團簇(M=Y,La,Gd)內嵌在D2(186)-C96和D2(35)-C88分子中所形成包合物的穩(wěn)定性和電子結構,發(fā)現(xiàn)富勒烯碳籠接受內嵌團簇轉移的六個電子形成了穩(wěn)定結構。結合文獻已報道過的Sc3NC@Ih(7)-C80分子,闡明了M3NC團簇與富勒烯碳籠之間的尺寸匹配效應,并發(fā)現(xiàn)D2(186)-C96、D2(35)-C88和Ih(7)-C80三種富勒烯碳籠均具有五元環(huán)均勻分布的結構特點。我們對富勒烯之間的轉變路徑進行了研究,提出了不含Stone-Wales異構化過程的富勒烯直接生成機理,即可以通過增加碳原子的過程使五元環(huán)重排,在保持穩(wěn)定性結構單元的同時轉變?yōu)楦�大碳籠。