C_(80)H_(80)几何结构和电子性质的密度泛函研究

摘要

采用密度泛函理论方法中的广义梯度近似,对C_(80)H_(80)几何结构和电子性质进行了研究.几何结构研究表明:在C_(80)H_(80)可能稳定存在的两种同分异构体中,连接12个五边形的20个C原子内部氢化,其余60个C原子外部氢化所形成的结构即H_(20)@C_(80)H_(60)最稳定,其仍然保持I_h对称性.通过对H_(20)@C_(80)H_(60)的能级、前线轨道和态密度分析可知:在H_(20)@C_(80)H_(60)中,H原子的原子轨道与C原子的原子轨道之间在占据态轨道上有较强的杂化,H原子对H_(20)@C_(80)H_(60)的占据态轨道的贡献比较大.其最高占据轨道主要由外部H原子和碳笼来贡献,而最低未占据轨道主要由内部H原子贡献,表明内外H原子在H_(20)@C_(80)H_(60)的化学反应中承担不同的角色.H_(20)@C_(80)H_(60)为闭壳层结构,所有电子都是配对的,表现为非磁性.