碱金属原子簇的结构和稳定性

基于从体心立方碱金属晶体优化确立的多体展开势能函数,本文通过坐标优化研究了碱金属原子簇xn(x=li,na,k,rb,cs)的结构和稳定性。发现:(1)xn原子簇(n=4-21)倾向于形成畸变四面体结构单元(td)的密堆积,分子表面被三元环(d3h)所覆盖。其中x7-x15最优结构中包含五角双锥x7(d5h)结构单元,具有区域五重对称轴;(2)“微观晶体碎片”的分层优化结果表明,体心立方、面心立方及六方密堆积类展状原子簇具有相近的结合能。且均远比相应原子数的简单立方及金刚石类层状原子簇更为稳定;(3)原子簇的单原子平均结合能呈增大趋势,向体心立方碱金属晶体的结合能缓慢趋近。