银簇/一氧化碳相互作用及二芳基乙烯光致变色化合物的理论研究

# 银簇/一氧化碳相互作用及二芳基乙烯光致变色化合物的理论研究 ## 银簇与一氧化碳相互作用研究 ### 银簇与一氧化碳结合能分析 在研究银簇与一氧化碳（CO）的相互作用时，发现初始结合能与簇的大小有关。随着更多 CO 分子的加入，不同大小银簇的结合能似乎都降低到近似相同的值。对于单个银原子，添加更多 CO 分子时体系会变得更稳定，这可能与形成碳 - 银键的轨道有关。而对于 Ag₂、Ag₃ 和 Ag₄ 等银簇，添加一氧化碳后稳定性会降低。在高温条件下，可能只能观察到 AgₙCO；但在低温条件或银簇沉积在基底上时，富含 CO 的簇有可能形成，并在涉及一氧化碳的反应中发挥作用。 ### 银簇与一氧化碳结合的结构特点 低配位的银原子最多可与 3 个 CO 分子结合，不过最后一个 CO 分子的结合较弱。前线轨道分析表明，在许多情况下，这个 CO 分子并不与 Ag - C 键对齐。每个 CO 分子的结合能会随着与簇结合的 CO 分子数量增加而降低，但单个银原子是个例外，第二个 CO 分子的结合比第一个更强。 ### 饱和银簇的结构 - **Ag₂(CO)₆**：由两个 Ag(CO)₃ 结构以 D₃d 排列交错组成。 - **Ag₃(CO)₆**：有两对 CO 分子垂直于 Ag₃ 平面结合，第三对平行结合。 - **Ag₄(CO)₈**：两对 CO 分子垂直于 Ag₄ 平面，两对平行结合。 推测平面的 Ag₅ 和 Ag₆ 簇可能分别饱和结合 10 和 12 对 CO 分子，结合模式与 Ag₃ 和 Ag₄ 类似。而对于三维结构的银簇，由于其较高的配位数，每个表面原子可能只能结合一个 CO 分子。 以下是银簇与一氧化碳结合的相关结构信息表格： | 银簇 | 结合 CO 情况 | 结构特点 | | ---- | ---- | ---- | | Ag₂(CO)₆ | 结合 6 个 CO | 两个 Ag(CO)₃ 以 D₃d 排列交错 | | Ag₃(CO)₆ | 结合 6 个 CO | 两对垂直，一对平行于 Ag₃ 平面 | | Ag₄(CO)₈ | 结合 8 个 CO | 两对垂直，两对平行于 Ag₄ 平面 | mermaid 格式流程图展示银簇与一氧化碳结合过程： ```mermaid graph LR A[银簇] --> B[添加 CO 分子] B --> C{结合情况} C -->|单个 Ag 原子| D[体系更稳定] C -->|Ag₂、Ag₃、Ag₄| E[稳定性降低] E -->|高温| F[形成 AgₙCO] E -->|低温或沉积基底| G[形成富含 CO 簇] ``` ## 二芳基乙烯光致变色化合物的理论研究 ### 光致变色化合物简介 光致变色化合物在光照下会在闭合和开放异构体形式之间发生可逆转变，同时颜色也会改变。这两种异构体不仅吸收光谱不同，物理和化学性质也有差异，可应用于光开关和数据存储材料。研究运用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD - DFT）来预测一系列二芳基乙烯基光致变色化合物在开放和闭合形式（光环化前后）的平衡几何结构和吸收光谱。 ### 计算细节 - **计算软件**：使用 GAUSSIAN03 软件包进行计算。 - **