Structures and properties of VB5−/0 clusters from density functional theory calculations
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Density functional theory with the BPW91 functional and def2-TZVP basis sets was used to investigate the geometric structures of VB5−/0 clusters. By using the bee colony algorithm, 300 initial structures are created for the studied cluster. The geometry optimizations at the BPW91/def2-SVP level result in 18 low-lying isomers in quartet states for the anionic cluster. The results at the BPW91/def2-TZVP level show relative energies and vibrational frequencies for different spin states of 7 isomers of the anionic clusters and 6 isomers of the neutral cluster. It is found that the most stable isomers are A-VB5−/0 with non-planar pentagonal structure. The adiabatic detachment energy of the anionic cluster and the ionization energy of the neutral cluster are 1.93 and 7.36 eV.
Chi tiết bài viết
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Từ khóa
BPW91 functional, electron detachment energy, geometric structure, ionization energy, VB5−/0 clusters
Tài liệu tham khảo
Chen, Q., Zhao, Y., Jiang, L., Li, H., Chen, J., Zhang, T., Liu, Y., & He, S. (2018). Thermal activation of methane by vanadium boride cluster cations VBn+ (n = 3–6). Physical Chemistry Chemical Physics, 20(7), 4641-4645. [10.1039/ c8cp00071a].
Demirci, U., Miele, P., & Yot, P. (2016). Boron- Based (Nano-)Materials: Fundamentals and Applications. Crystals, 6(9), 118. [10.3390/ cryst6090118].
Guo, X. , Fang, G., Li, G., Ma, H., Fan, H., Yu, L., Chao Ma, C., Xing Wu, X., Deng, D., Wei, M., Tan, D., Si, R., Zhang, S., Li, J., Sun, L., Tang, Z., Pan, X., & Bao, X. (2014). Direct, Nonoxidative Conversion of Methane to Ethylene, Aromatics, and Hydrogen. Science, 344(6184), 616-619. [10.1126/science.1253150].
Tran, T. H., Tran, Q. T., & Tran, V. T. (2020). Mechanism of the reaction of VB5+ cluster with methane from density functional theory calculations. Computational and Theoretical Chemistry, 1173, 112701. [10.1016/j.comptc.2020.112701].
Jian, T., Li, W., Chen, X., Chen, T., Lopez, G., Li, J., & Wang, L. (2016a). Competition between drum and quasi-planar structures in RhB18−: motifs for metallo-boronanotubes and metallo- borophenes. Chemical Science, 7(12), 7020- 7027. [10.1039/c6sc02623k].
Jian, T., Li, W., Popov, I., Lopez, G., Chen, X., Boldyrev, A., Li, Z., & Wang, L. (2016b). Manganese-centered tubular boron cluster – MnB16−: A new class of transition-metal molecules. The Journal of Chemical Physics, 144(15), 154310. [10.1063/1.4946796].
Karakaya, C., & Kee, R. J. (2016). Progress in the direct catalytic conversion of methane to fuels and chemicals. Progress in Energy and Combustion Science, 55, 60-97. [10.1016/j.pecs.2016.04.003].
Mananghaya, M., Yu, D., & Santos, G. (2016). Hydrogen adsorption on boron nitride nanotubes functionalized with transition metals. International Journal of Hydrogen Energy, 41(31), 13531-13539. [10.1016/j. ijhydene.2016.05.225].
Nikolaienko, T. Y. Bulavin, L., & Hovorun, D. (2014). JANPA: An open source cross-platform implementation of the Natural Population Analysis on the Java platform. Computational and Theoretical Chemistry, 1050, 15-22. [10.1016/j.comptc.2014.10.002].
Tran, V. T., & Tran, Q. T. (2019). Geometric and Electronic Structures of VB40/+ Clusters and Reactivity of the Cationic Cluster with Methane from Quantum Chemical Calculations. The Journal of Physical Chemistry A, 123(42), 9223-9233. [10.1021/acs.jpca.9b08536].
Valiev, M., Bylaska, E. J., Govind, N., Kowalski, K., Straatsma, T. P., Van-Dam, H. J. J., Wang, D., Nieplocha, J., Apra, E., Windus, T. L., & Jong, W. A. (2010). NWChem: A Comprehensive and Scalable Open-Source Solution for Large Scale Molecular Simulations. Computer Physics Communications, 181(9), 1477-1489. [http://dx.doi.org/10.1016/j.cpc.2010.04.018].
Weigend, F., & Ahlrichs, R. (2005). Balanced basis sets of split valence, triple zeta valence and quadruple zeta valence quality for H to Rn: Design and assessment of accuracy. Physical Chemistry Chemical Physics, 7(18), 3297-3305.
Zhang, J., & Dolg, M. (2015). ABCluster: the Artificial Bee Colony Algorithm for Cluster Global Optimization. Physical Chemistry Chemical Physics, 17(37), 24173-24181. [10.1039/c5cp04060d].
Zhang, Z., Zhang, Z., & Yakobson, B. I. (2017). Two-dimensional boron: structures, properties and applications. Chemical Society Reviews, 46(22), 6746-6763. [10.1039/c7cs00261k].
Zhou, Y., Zhang, L., & Wang, W. (2019). Direct functionalization of methane into ethanol over copper modifi ed polymeric carbon nitride via photocatalysis. Nature Communications, 10(1). [10.1038/s41467-019-08454-0].
Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả
- Đặng Thị Hồng Nhung, Trần Đăng Khoa, Phạm Duy Khương, Nguyễn Hồng Thẩm, Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa dịch chiết gương sen , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 8 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Nguyễn Thị Bích Ngọc, Trần Chí Linh, Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Khảo sát hoạt tính kháng oxi hóa và kháng viêm in vitro của cao chiết phần trên mặt đất của cây rau ngổ (Enhydra Fluctuans Lour.) , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 10 Số 3 (2021): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Nguyen Minh Thao, PGS.TS. Bui Tho Thanh, Phan Trung Cang, Ho Sy Linh, Ho Sy Thang, Calculations on the stable structures of ScGe5 cluster on the potential energy surface and its CO adsorption , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 13 Số 5 (2024): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Phan Trung Cang, Ho Sy Linh, Nguyen Minh Thao, Ho Sy Thang, Bui Tho Thanh, Calculations on the structures of MnB9 clusters and its interaction with H2 , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 5 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Bui Van Thang, Nguyen Thi Ngoc Qui, Tran Thi Xuan Mai, Nguyen Minh Thao, An investigation on the adsorption of methylene blue from water by MnFe2O4-modified diatomite , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 5 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Nguyễn Minh Thảo, Phạm Minh Xuân, Tổng hợp vật liệu nano spinel Li4Mn5O12 bằng phương pháp thủy nhiệt , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 23 (2016): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Trần Quốc Trị, Tô Quốc Vinh, Nghiên cứu lí thuyết cơ chế phản ứng giữa gốc propynylidyne (Ċ3H) và phân tử propanenitrile (C2H5CN) , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 13 Số 2 (2024): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Võ Phước Duy, Trần Quốc Trị, Trần Văn Tân, Bản chất của liên kết hóa học trong phân tử SO3 từ góc nhìn của hóa học lượng tử tính toán , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 16 (2015): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Huỳnh Bạch Phúc Hậu, Nguyễn Minh Thảo, Phan Trung Cang, Trần Quốc Trị, Trần Văn Tân, Nghiên cứu các trạng thái electron của các cluster MnB0/-/+ bằng phương pháp tính đa cấu hình CASSCF/CASPT2 , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 30 (2018): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Nguyen Minh Thao, Bui Tho Thanh, Ho Sy Thang, Nguyen Van Hung, Nguyen Huu Nghi, Calculations on the structures of ScGenSc0/- (n = 3, 4) clusters , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 11 Số 5 (2022): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)