Nghiên cứu hóa học lượng tử theo phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) và phân tích obitan tự nhiên NBO ở mức lý thuyết B3P86/6-311+G(d) đối với dãy cluster pha tạp Si3 M (M=Sc-Zn) cho phép xác định cấu trúc, độ bền và hiểu rõ bản chất liên kết hóa học của chúng. | Tạp chí Khoa học - Trường ĐH Quy Nhơn ISSN 1859-0357 Tập 13 SốTập 13 61-71 1 2019 2019 NGHIÊN CỨU LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC CLUSTER Si3M M Sc-Zn BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC LƯỢNG TỬ ĐOÀN THỊ SANG PHẠM NGỌC THẠCH LÊ THỊ CẨM NHUNG HỒ QUỐC ĐẠI VŨ THỊ NGÂN Phòng Thí nghiệm Hóa học tính toán và Mô phỏng Khoa Hóa - Trường Đại học Quy Nhơn TÓM TẮT Nghiên cứu hóa học lượng tử theo phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ DFT và phân tích obitan tự nhiên NBO ở mức lý thuyết B3P86 6-311 G d đối với dãy cluster pha tạp Si3M M Sc-Zn cho phép xác định cấu trúc độ bền và hiểu rõ bản chất liên kết hóa học của chúng. Cluster Si3M tồn tại ở 3 dạng cấu trúc hình học với một số trạng thái spin. Hầu hết cluster Si3M bền nhất ở dạng 3M-1 riêng Si3Co và Si3Ni có đồng phân bền nhất ở dạng 3M-3. Đáng chú ý Si3Ti bền nhất dạng 3M-2 và cũng là cluster bền nhất trong dãy do có cấu hình electron bền và bậc liên kết Si-Ti cao nhất. Trong các cluster này có sự chuyển điện tích mạnh từ AO-4s của M sang khung silic. Phân tích NBO cho thấy liên kết Si-M là liên kết cộng hóa trị phân cực và chủ yếu được hình thành bởi sự tổ hợp của AO-3s 3p của nguyên tử Si và AO-3d của M. Phân tích định tính MO cho cluster Si3Ti biết được liên kết Si-Ti có bản chất σ và π. Từ khóa B3P86 cluster silic pha tạp kim loại Si3M liên kết hóa học obitan liên kết tự nhiên. ABSTRACT A Quantum Chemical Study on Chemical Bonding of the Doped Clusters Si3M M Sc-Zn A quantum chemical calculations and natural bond orbital NBO analysis at the B3P86 6-311 G d level of theory are carried out for the Si3M M Sc-Zn cluster series allowing to identify geometrical structures stability and revealing the nature of their chemical bondings. All of the clusters exist in three structural forms at different spin states. The global minima of most clusters are 3M-1. Three exceptions happening for M Ti Co Ni. The Si3Co and Si3Ni clusters have the global minima of 3M-3. Remarkably the Si3Ti cluster has the lowest-energy isomer of 3M-2 and it is
