团簇FePS_3的电子性质及反应活性密度泛函研究

摘要

以团簇FePS_3为局域模型，在B3LYP/def2-tzvp水平下采用Gaussian 09程序对团簇FePS_3进行结构优化及虚频验证，获得12种稳态构型，分析了这12种构型的原子电荷量、电子自旋密度及反应活性。结果表明：团簇FePS_3中S原子为电子受体，Fe、P原子为电子供体，Fe比P原子更容易失去电子，团簇FePS_3整体的电子流向为从Fe、P原子流入S原子；Fe、P原子间和Fe、S原子间的过剩电子主要为自旋向下的β成单电子，P、S原子间和S、S原子间的过剩电子主要为自旋向上的α成单电子；构型4~((4))、2~((2))、1~((2))、2~((4))、1~((4))和4~((2))的电子自旋密度的对称性最好，稳定性最高，因此这6种构型可能为团簇FePS_3的优势构型；构型6~((2))的前线轨道(HOMO-LUMO)能隙差最小，最容易发生电子跃迁，反应活性最高；构型2~((4))的HOMO-LUMO轨道能隙差最大，反应活性最低。

关键词

团簇FePS_3 / 密度泛函理论 / 电荷量 / 自旋密度 / 反应活性

基金资助

国家自然科学基金重点项目(51634004); 国家级大学生创新创业训练计划项目(202310146026/202310146027/202310146025); 辽宁省大学生创新创业训练计划项目(S202310146046)