مطالعه نظري تغييرهاي الكترون‌ خواهي نانوخوشه‌هاي Hen و سطوح انرژي پتانسيل نانوخوشه‌هاي He3، He2X و آنيون آن‌ها در حالت الكتروني پايه و برانگيخته به‌ منظور بررسي وجود گونه‌هاي اگزايمر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

نانوخوشه‌هاي هليومي به دليل ساختار الكتروني ساده در بين نانوخوشه‌هاي واندروالسي گزينه مناسبي براي مطالعه هستند. اگرچه اين نانوخوشه‌ها الكترون‌خواهي منفي دارند، اما هدف مدنظر از مطالعة الكترون‌خواهي در نانوخوشه‌هاي گازهاي بي‌اثر بررسي تأثير اندازه بر تغييرهاي اين كميت است. در اين پايان‌نامه با استفاده از شيمي كوانتومي، الكترون‌خواهي نانوخوشه‌هاي (n=2-20,25,30,35,40,45, and 50) Hen بررسي شده است. تمامي محاسبات مربوط به بهينه‌سازي اين نانوخوشه‌ها با استفاده از نظريه تابعي چگالي (DFT) و با تابعي wB97XD به همراه مجموعه پايه (3df) 6-31+G انجام شده است. در اين مطالعه عوامل فيزيكي مهم به‌وسيله روش‌هاي مختلف شيمي كوانتومي از جمله اوربيتال‌هاي پيوندي طبيعي (NBO)، تفكيك انرژي الكتروني نانوخوشه‌ها به مؤلفه‌هاي سازنده‌اش (شامل انرژي جنبشي الكترون‌ها (ET)، انرژي برهم‌كنش الكترون - هسته(EV) ، انرژي دافعه الكترون – الكترون (EJ)، انرژي دافعه هسته - هسته (ENuc) ، انرژي تبادلي (EX) و انرژي همبستگي (EC))، بررسي سطح انرژي اوربيتال LUMO و تأثير عدم استقرار الكتروني (E delocalization) در روند تغييرهاي الكترون‌خواهي نانوخوشه‌ها نسبت به تغييرهاي اندازه آن‌ها تعيين شده است. چگونگي تأثير هركدام از اين عوامل بر تغييرهاي الكترون‌خواهي نسبت به‌اندازه نانوخوشه‌هاي هليوم از ديدگاه شيمي كوانتومي مورد تحليل قرار گرفته است. در بخش بعدي پژوهش با آگاهي از اگزايمر بودن نانوخوشه He2، تأثير اتم‌هاي ديگر بر روي اين ساختار الكتروني بر اساس ساختارهاي He3 و He2X بررسي شده است و نانوخوشه‌هاي He3 و He2X به‌عنوان تركيبات پيشنهادي مناسب براي استفاده در محيط فعال ليزر اگزايمر با پيمايش سطح انرژي پتانسيل براي نقاط داراي تقارن C2v موردمطالعه و بحث قرار گرفته‌اند. همچنين، با پيمايش سطح انرژي پتانسيل الكترون‌خواهي آدياباتيك و عمودي در حالت الكتروني پايه و اولين حالت الكتروني برانگيخته محاسبه شده است و عوامل فيزيكي مؤثر در تعيين علامت الكترون‌خواهي اين نانوخوشه‌ها نيز معرفي شده‌اند. محاسبه سطوح انرژي پتانسيل گونه‌هاي خنثي و آنيوني He3 و He2X (X=Ne,Ar,Be,Mg,Cu,Au,Ag,Zn,F) با روش‌هاي DFT و TD-DFT و با استفاده از تابعي M06-2X به همراه مجموعه پايه 6-31+G(3df) براي تمامي اتم‌ها به جز اتم طلا و نقره در خوشه‌هاي He2Au و He2Ag انجام شده است (براي اتم طلا و نقره از مجموعه پايه Def2TZVP استفاده شده است) و روش‌هاي CCSD و EOM-CCSD به همراه مجموعه پايه مشابه روش DFT، در حالت الكتروني پايه و اولين حالت الكتروني برانگيخته انجام شده است. مقايسه سطوح انرژي پتانسيل نانوخوشه‌هاي دوپ‌شده با سطوح انرژي پتانسيل He3 مي‌تواند اطلاعات مفيدي در مورد تأثير اين اتم‌ها بر روي ساختار الكتروني He3 را در اختيار ما قرار بدهد. اهداف كلي اين بخش از پژوهش شامل بررسي تغييرهاي انرژي پتانسيل مربوط به مسير با حداقل انرژي پتانسيل، مقايسه ساختارهاي هندسي مطابق با نقطه كمينه روي مسير با حداقل انرژي پتانسيل و مقايسه مسير با حداقل انرژي پتانسيل براي حالت الكتروني پايه و اولين حالت الكتروني برانگيخته است.

218937

نانوشيمي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان