碳、硫二元原子團(tuán)簇的實(shí)驗(yàn)和理論研究.pdf

1、廈門(mén)大學(xué)博士學(xué)位論文碳、硫二元原子團(tuán)簇的實(shí)驗(yàn)和理論研究姓名：陳宏申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：無(wú)機(jī)化學(xué)指導(dǎo)教師：鄭蘭蓀20011201摘要∽bstractinChinese)f化學(xué)家對(duì)于搜尋人們熟悉的碳、硫這樣的元素所組成的團(tuán)簇是十分感興趣的，因?yàn)閳F(tuán)簇的這些非同尋常的結(jié)構(gòu)往往會(huì)導(dǎo)致某些奇妙的特性，通過(guò)廣泛地研究，甚至具有工業(yè)生產(chǎn)的潛力。關(guān)于這些特性的研究，無(wú)論從基礎(chǔ)研究還是從美學(xué)的角度來(lái)看，都是非常吸引人的。例如象具有完美對(duì)稱結(jié)構(gòu)的C60的發(fā)

2、現(xiàn)和合成，正‘一十面體的Metal—car(Ti8C12)的研究，等等。在過(guò)去的幾十年中，譜學(xué)研究和理論研究的結(jié)合已經(jīng)成為了一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。大量的實(shí)驗(yàn)研究方面的進(jìn)展，促進(jìn)了較大尺寸的碳、硫團(tuán)簇的理論研究，這種理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合的研究方法加深了我們對(duì)團(tuán)簇微觀行為物理圖象和化學(xué)結(jié)構(gòu)的理解。；本文的所有實(shí)驗(yàn)部分都是在自制的激光等離子體源交叉分子束串行飛行時(shí)間f質(zhì)譜計(jì)上進(jìn)行的。l實(shí)驗(yàn)中用到的是Nd：YAG激光器的二倍頻輸出，質(zhì)譜的一級(jí)加t速場(chǎng)的

3、電壓為950V。串行飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)的一級(jí)質(zhì)譜的分辨率為400，二級(jí)大約為100。二級(jí)的加速電壓為3000V。當(dāng)氣閥關(guān)閉的時(shí)候，整個(gè)體系的真空維持在10～Ton“。我們感興趣的離子可以通過(guò)脈沖“質(zhì)量門(mén)”的選擇，進(jìn)而與脈沖氣體碰撞。通過(guò)減速場(chǎng)的團(tuán)簇離子的動(dòng)能被調(diào)節(jié)到50到200eV。本文集中于碳硫二元原子簇負(fù)離子的研究。(在實(shí)驗(yàn)方面，通過(guò)反復(fù)地嘗試，在自行研制的激光等離子源飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)上，以高能密度的脈沖激光束濺射碳、硫混合的樣品，首次產(chǎn)

4、生了多個(gè)系列的含有碳、硫原子的豐富的原子簇負(fù)離子。在串行飛行時(shí)間質(zhì)譜上，對(duì)每一個(gè)負(fù)離子，通過(guò)質(zhì)量選擇后進(jìn)行了超聲分子束碰撞誘導(dǎo)解離的研究，定出了每個(gè)負(fù)離子的化學(xué)式，并總結(jié)了碳、硫二元原子團(tuán)簇的解離規(guī)律。在理論研究方面，通過(guò)采用量子化學(xué)從頭算的方法，分別在HF／6—31G，密度泛函B3LYP／631G的水平上對(duì)激光濺射實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的負(fù)離子的各種可能同分異構(gòu)體進(jìn)行了研究，找出其中的穩(wěn)定構(gòu)型，并對(duì)這些穩(wěn)定構(gòu)型進(jìn)行了化學(xué)鍵，電子集聚分析，光譜性質(zhì)，