Theoretical study of isomerism of carbonand silicon-substituted aluminum clusters M6Al38 and M12Al32


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

More than twenty M6Al38 isomers and several M12Al32 isomers of carbon- and silicon-substituted aluminum clusters with six and twelve dopant atoms of general formula MnAl44–n(M = C and Si, n = 6 and 12) have been studied by the density functional theory method. Calculations predict that, in the lowest-lying M6Al38, isomer, all substitutions of C atoms for Al are localized in one outer surface layer of the aluminum cage. In the course of optimization, the C atoms with a negative charge of about 1e are incorporated into positions of the intermediate layer to transform it into a 12-atom face composed of three adjacent vertex-sharing six-membered rings with short C–Al bonds. In the favorable isomer of M6Al38, the dopants are scattered as individual Si atoms located in both outer layers or in the subsurface space between the outer layers and the inner core of the cluster. Optimization of low-lying isomers with twelve starting substitutions of C and Si for Al in both outer layers has localized two preferable C12Al32 isomers. One of them contains three covalently bonded diatomic C2 anions, which are combined through bridging aluminum atoms in the three-dimensional [C6Al7] cluster inside the severely distorted outer cage. In the second, most favorable, isomer, the dopants are distributed as isolated C anions; together with the bridging Al atoms, they form the [M12Al32] inner cage with an unusual dumbbell-like structure. For M12Al32, the aluminum cage undergoes moderate distortions. The silicon atoms remain in the outer layers and form five-membered ring subclusters [Si5] and [Si2Al3] bound to the neighboring intermediate layers through elongated and weakened Si–Al bonds. Evaluation of the energies of the model exchange reactions Al44 + M6 → M6Al38 + Al6 and Al44 + 2M6 → M12Al32 + 2Al6 shows that for M= C both reaction are exothermic, whereas for M = Si the former reaction is nearly isothermal and the second reaction is endothermic and requires significant energy inputs. The differences between the equilibrium structures and the relative positions on the energy scale of the isomers of the C6Al38–Si6Al38 and C12Al38–Si12Al38 clusters are examined.

Об авторах

O. Charkin

Institute of Problems of Chemical Physics

Автор, ответственный за переписку.
Email: charkin@icpac.ru
Россия, Institutskii pr. 18, Chernogolovka, Moscow oblast, 142432

N. Klimenko

Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies

Email: charkin@icpac.ru
Россия, pr. Vernadskogo 86, Moscow, 119571

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».