乙硼烷（b2h6)的结构和性能研究(附件)【字数：11928】
摘 要摘 要 采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法和6-31G(d)基组，对乙硼烷（B2H6）进行了构型优化和频率计算，得到了B2H6的稳定构型，再根据能量高低确定其基态结构， 然后在其基态结构的基础上进行一系列性质的相关计算。主要结论如下通过查阅文献，构建出B2H6的建构模型，并进行优化计算，得到了B2H6的基态构型，确定了其具有D2H对称性；对基态构型进行稳定性和化学活性分析，其平均结合能为-53.204eV，能隙为0.297eV，表明其稳定性差，化学活性强；极化率分析B2H6极化率张量的平均值小于B5H5,原子间成键作用和离域效应相对较弱，B2H6相对不稳定；NBO分析B原子的NBO电荷分布主要集中在2p轨道，B2H6的电荷转移即s、p轨道杂化不仅发生在B原子内部，而在B原子之间也有杂化现象；通过对B2H6的红外光谱分析可知，最强的振动峰位于波数为1750cm-1处，该处的振动模式为呼吸振动。其他振动峰值波段在1000~2800cm-1范围内，振动方式为伸缩振动。对拉曼光谱分析可知最强峰的振动频率大概在2650cm-1左右，拉曼光谱的活性为127A4?amu-1。关键词B2H6分子；结构与性能；密度泛函理论
Keywords: B2H6molecular ; structure and property ;density functional theory 目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 团簇的概念 2
1.3 本论文研究内容和意义 2
1.3.1 本论文研究内容 2
1.3.2 本论文研究意义 3
第二章 理论和计算方法 4
2.1 量子化学 4
2.2 量子化学的应用 5
2.3 密度泛函理论的简介 6
2.4 密度泛函理论的应用 7
2.5 Gaussian计算软件 8
第三章 乙硼烷的结构和性能研究 9
3.1研究现状 9
3.2 B2H6团簇的平均结合能 9
3.3基态结构 9
3.4 B2H6的能隙 11
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
5 B2H6的振动光谱和频率分析 11
3.6 B2H6的自然键轨道（NBO）分析 13
3.7 B2H6的极化率分析 14
3.8 B2H6的键级 16
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1 引言
团簇，因为其规模处在原子和宏观体之间，显示出许多独特的光、电、磁等性质，这些都吸引了来自世界各地的科学家的兴趣【1】。与此同时越来越先进的计算方法和日益更新的计算机技术让通过理论来计算预测团簇的一些性质成为了可能。
在上个世纪七十年代，人们才开始了对团簇的研究，到了八十年代才有了突破性的进展。因为团簇的知识构成具有一定的特殊性，表现在它是从原子分子物理、凝聚态物理、表面科学、量子化学、材料科学，甚至核物理学等相关学科引入的定义和方法，构成团簇的知识框架结构，所以团簇物理是一门繁杂的交叉学科，对于它的研究需要学习原子分子、量子化学、凝聚态、电子计算机技术等一系列相关的知识。在第一阶段的学习中我阅读了王广厚的《团簇物理学》，这本书相对比较系统的介绍了团簇的合成、结构、性质等，还有四川大学毛华平的博士学位论文《金、铜、钇小团簇的几何结构、势能函数、能级分布和电子特性研究》等一些涉及到团簇性质研究的文章和资料，对于结构的计算只是简单的解答而没有全面的阐述。
研究团簇的结构的需要借用量子化学中的密度泛函理论（DFT）和Gaussian09程序包等知识和软件计算出结果。
现在，原子团簇正处在飞速发展的过程中，在物理学、化学以及材料科学等许多领域有着十分广阔的发展前景【2】。与此同时，因为掺杂的团簇具有各种不同的性质，所以还展现出十分广阔的应用前景，这是一个十分值得科学家们思考和钻研的新的研究方向，成为了团簇当中的热门研究内容【3】。对于掺杂团簇的有关研究开拓了团簇理论研究的新方向，丰富了团簇的研究内容，提供了更多的理论和实验基础，同时将团簇的研究领域推到了一个新的高度，促进和提高了团簇的研究领域的整体水平。现今，科学家们发现乙硼烷具有很多特别的作用，它的燃烧能释放出大量的热，比传统的燃料更加高效、更加环保，如果能够研究出其物理和化学性能，便能为将来应用到日常生活中提供科学的理论基础。所以对于乙硼烷团簇的研究十分有意义、有价值。本文主要内容是对乙硼烷分子的稳定结构和性能研究。
1.2 团簇的概念
团簇(cluster)的结合包含了许多个不同的原子、分子和离子，团簇是通过物理或者化学的相互作用，从内部机构发生形变从而组合成相对稳定的微观聚集体，它的空间尺寸大小属于纳米这个级别，它的物理化学性质会因为这个团簇整体大小的变化而发生改变。团簇是一个新的材料结构，尺度处在凝聚态宏观物质和微观粒子层次之间，被称为物质的第五态结构，除此之外，还有一种新的关于团簇的定义，团簇的大小是小于10埃的原子或分子聚集体的狭义定义，以及定义在材料表系统10埃到1000埃的纳米系统。
团簇科学这门学科主要有两个研究的方向：一个是研究团簇本身的稳定构型和其物理化学的性质，第二个是研究团簇在人们实际生活和生产中的应用方向。研究团簇的最基本问题是要理解清楚单个原子或分子是如何一步一步地发展成团簇，理解其演变的过程和规律，并且研究团簇结构随大小增减的变化规律和变化性质。研究团簇理论的目的是为了更好的表征出大分子团的结构和性质，也是为了研究并找出基团随原子数目的增加减少对团簇整体产生的改变规律。在原子数量相对比较少的团簇中，每增加一个原子或者分子之后，团簇的稳定构型就会随之发生比较大的变化。但是当团簇的大小增加至一定的范围之后，团簇渐渐地变成大块的体相结构。如果向团簇增加或者减少同类型的原子，此时除了团簇外表面的原子会暴露在外，团簇的整体结构并不会再发生特别明显的改变。它的物理和化学性质也不再会发生比较大的变化，发生这一现象的原因是团簇在形变的过程中受到临界大小的限制。
1.3 本论文研究内容和意义
1.3.1 本论文研究内容
Keywords: B2H6molecular ; structure and property ;density functional theory 目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 团簇的概念 2
1.3 本论文研究内容和意义 2
1.3.1 本论文研究内容 2
1.3.2 本论文研究意义 3
第二章 理论和计算方法 4
2.1 量子化学 4
2.2 量子化学的应用 5
2.3 密度泛函理论的简介 6
2.4 密度泛函理论的应用 7
2.5 Gaussian计算软件 8
第三章 乙硼烷的结构和性能研究 9
3.1研究现状 9
3.2 B2H6团簇的平均结合能 9
3.3基态结构 9
3.4 B2H6的能隙 11
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
5 B2H6的振动光谱和频率分析 11
3.6 B2H6的自然键轨道（NBO）分析 13
3.7 B2H6的极化率分析 14
3.8 B2H6的键级 16
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1 引言
团簇，因为其规模处在原子和宏观体之间，显示出许多独特的光、电、磁等性质，这些都吸引了来自世界各地的科学家的兴趣【1】。与此同时越来越先进的计算方法和日益更新的计算机技术让通过理论来计算预测团簇的一些性质成为了可能。
在上个世纪七十年代，人们才开始了对团簇的研究，到了八十年代才有了突破性的进展。因为团簇的知识构成具有一定的特殊性，表现在它是从原子分子物理、凝聚态物理、表面科学、量子化学、材料科学，甚至核物理学等相关学科引入的定义和方法，构成团簇的知识框架结构，所以团簇物理是一门繁杂的交叉学科，对于它的研究需要学习原子分子、量子化学、凝聚态、电子计算机技术等一系列相关的知识。在第一阶段的学习中我阅读了王广厚的《团簇物理学》，这本书相对比较系统的介绍了团簇的合成、结构、性质等，还有四川大学毛华平的博士学位论文《金、铜、钇小团簇的几何结构、势能函数、能级分布和电子特性研究》等一些涉及到团簇性质研究的文章和资料，对于结构的计算只是简单的解答而没有全面的阐述。
研究团簇的结构的需要借用量子化学中的密度泛函理论（DFT）和Gaussian09程序包等知识和软件计算出结果。
现在，原子团簇正处在飞速发展的过程中，在物理学、化学以及材料科学等许多领域有着十分广阔的发展前景【2】。与此同时，因为掺杂的团簇具有各种不同的性质，所以还展现出十分广阔的应用前景，这是一个十分值得科学家们思考和钻研的新的研究方向，成为了团簇当中的热门研究内容【3】。对于掺杂团簇的有关研究开拓了团簇理论研究的新方向，丰富了团簇的研究内容，提供了更多的理论和实验基础，同时将团簇的研究领域推到了一个新的高度，促进和提高了团簇的研究领域的整体水平。现今，科学家们发现乙硼烷具有很多特别的作用，它的燃烧能释放出大量的热，比传统的燃料更加高效、更加环保，如果能够研究出其物理和化学性能，便能为将来应用到日常生活中提供科学的理论基础。所以对于乙硼烷团簇的研究十分有意义、有价值。本文主要内容是对乙硼烷分子的稳定结构和性能研究。
1.2 团簇的概念
团簇(cluster)的结合包含了许多个不同的原子、分子和离子，团簇是通过物理或者化学的相互作用，从内部机构发生形变从而组合成相对稳定的微观聚集体，它的空间尺寸大小属于纳米这个级别，它的物理化学性质会因为这个团簇整体大小的变化而发生改变。团簇是一个新的材料结构，尺度处在凝聚态宏观物质和微观粒子层次之间，被称为物质的第五态结构，除此之外，还有一种新的关于团簇的定义，团簇的大小是小于10埃的原子或分子聚集体的狭义定义，以及定义在材料表系统10埃到1000埃的纳米系统。
团簇科学这门学科主要有两个研究的方向：一个是研究团簇本身的稳定构型和其物理化学的性质，第二个是研究团簇在人们实际生活和生产中的应用方向。研究团簇的最基本问题是要理解清楚单个原子或分子是如何一步一步地发展成团簇，理解其演变的过程和规律，并且研究团簇结构随大小增减的变化规律和变化性质。研究团簇理论的目的是为了更好的表征出大分子团的结构和性质，也是为了研究并找出基团随原子数目的增加减少对团簇整体产生的改变规律。在原子数量相对比较少的团簇中，每增加一个原子或者分子之后，团簇的稳定构型就会随之发生比较大的变化。但是当团簇的大小增加至一定的范围之后，团簇渐渐地变成大块的体相结构。如果向团簇增加或者减少同类型的原子，此时除了团簇外表面的原子会暴露在外，团簇的整体结构并不会再发生特别明显的改变。它的物理和化学性质也不再会发生比较大的变化，发生这一现象的原因是团簇在形变的过程中受到临界大小的限制。
1.3 本论文研究内容和意义
1.3.1 本论文研究内容
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