硼/氮掺杂富勒烯C20的结构和稳定性

摘要

应用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G*方法,对C20-2nX2n(X=B,N;n=1、2、3、4)各异构体进行几何构型全优化和振动频率计算,确定了基态结构,对它们的取代方式、电子结构、张力和芳香性进行了研究.氮掺杂不能显著降低分子的张力,C12N8的张力甚至比C20的还要大,极不稳定.C18B2的两个最稳定异构体1,14-C18B2和1,3-C18B2都有比较大的能隙和结合能,具有很强的芳香性,其张力与C20的相比均显著降低.1,14-C18B2和1,3-C18B2具有较高的稳定性,可以用红外光谱区分这两个构型异构体.