VOx(x=1～5)团簇结构与稳定性的DFT研究

摘要

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,V的内层10个电子用相对论有效实势(RECP)近似,氧原子用全电子基组6-311++g(d),V的价电子用lanl2dz基组,对气态VOx(x=1～5)分子的几何构型、振动频率、垂直电子亲和能、垂直电离能和能级分布进行了理论研究.该系列分子的基态电子态为:VO(4∑),VO2(2A1),VO3(2A″),VO4(2A2),VO5(4B2).VOx(x=3～5)分子的基态都是立体结构,存在明显的John-Teller和Renner-Teller效应,对称性降低,稳定性增加.VOx(x=1～4)时,它们的第一垂直电离能随氧原子数增加而增加.VO3(2A″)分子的垂直电子亲和能最大,对电子的吸引力最大.VOx(x=1～4)分子的最高占据轨道随氧原子数增加而降低,但从VO4到VO5却没有这个规律.从电子跃迁来看,该系列分子中VO4最稳定,VO最不稳定.该系列分子基态的平均VO键键长随氧原子数增加而增长.