Sc12X(X=C,Si,Ge,Sn,Pb)团簇的几何构形和电子结构研究

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用广义梯度近似(GGA)研究二十面体Sc12X(X=C、Si、Ge、Sn、Pb)团簇的几何构形和电子结构,系统计算了它们的束缚能(BE)、最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)之间的能隙(ΔE)、局域磁矩(μs)及团簇的平均键长(-r.研究表明,用C、Si、Ge、Sn、Pb分别替代Sc13团簇中心或表面原子可以使其成为更稳定结构(除Sc12Pb外).掺杂团簇Sc12X中,当杂质原子X比Sc原子的原子量大很多时,具有C5V对称性的构形比具有Ih对称性的构形更稳定;当杂质原子X比Sc原子的原子量小时,具有对称Ih对称性的构形比具有C5V对称性的构形更稳定(除Sc12C团簇外).Sc12C团簇的稳定性出现异常,其原因与轨道杂化有关.