Ag(n) V(+) クラスターにおけるバレンスの移行とスピンモメントの性質
Victor M Medel1, Arthur C Reber, Vikas Chauhan
1Department of Physics, Virginia Commonwealth University , Richmond, Virginia 23284-2000, United States.
Journal of the American Chemical Society
|May 15, 2014
まとめ
シルバー・ヴァナジウム (Ag-V) クラスターは,ユニークな電子構造と安定性を示す. 特定の数の銀原子 (5,7,14) は,超原子軌道殻の閉塞により,非常に安定したカチオン群を形成する.
科学分野:
- 物理化学 物理化学
- マテリアルサイエンス 材料科学
- コンピューティング・ケミストリー
背景:
- 小さな金属クラスターの電子構造と安定性を理解することは,新しい材料を設計する上で極めて重要です.
- シルバー・ヴァナジウム (Ag-V) クラスターは,そのユニークな電子および磁気特性により興味を惹きます.
研究 の 目的:
- 原子構造の進化,結合,安定性,中性およびカチオン性Ag-Vクラスターにおけるスピン磁気モメントの進化を調査する.
- これらのクラスターの安定性を支配する要因を特定し,特に超原子軌道とヴァナジウムのバレンスの変化の役割を特定する.
主な方法:
- 第一原理 密度関数理論 (DFT) 計算.密度関数理論 (DFT) 計算.
- 精度の高い電子構造の決定のために,グラデーション修正関数を使用します.
- 原子構造,結合特性,およびスピン磁気モメントの分析.
主要な成果:
- 小さなサイズでは,ヴァナジウムの4s状態はシルバー状態とハイブリッド化し,超原子軌道を形成し,3d状態は局所的に留まり,ヴァナジウムに1または2の有効バレンスを与えます.
- Ag8V ((+)) 以降,バナジウムの3次元状態が結合に参加し,その有効バレンスを5へと増加させ,1次元超原子軌道を形成する.
- 5,7,14個の銀原子を持つカチオンのクラスターには,高い安定性を示す3つの異なる殻閉塞が観察され,1S,1P,1Dの超原子殻に満たされた1S,1P,および1D超原子殻に対応しました.
結論:
- 亜陽性Ag-Vクラスターの安定性は,超原子電子殻 (1S,1P,1D) の埋着によって決まります.
- これらのクラスターにおけるヴァナジウムの有効バレンスは,大きさと電子シェル充填によって大きく変化します.
- 理論的予測は,質量スペクトロメトリーデータからのクラスター安定性の実験的観測と一致しています.
関連する概念動画
Valence Bond Theory
8.9K
Coordination compounds and complexes exhibit different colors, geometries, and magnetic behavior, depending on the metal atom/ion and ligands from which they are composed. In an attempt to explain the bonding and structure of coordination complexes, Linus Pauling proposed the valence bond theory, or VBT, using the concepts of hybridization and the overlapping of the atomic orbitals. According to VBT, the central metal atom or ion (Lewis acid) hybridizes to provide empty orbitals of suitable...
8.9K
Valence Bond Theory
38.9K
Overview of Valence Bond Theory
38.9K
Atomic Nuclei: Nuclear Spin State Overview
1.9K
NMR-active nuclei have energy levels called 'spin states' that are associated with the orientations of their nuclear magnetic moments. In the absence of a magnetic field, the nuclear magnetic moments are randomly oriented, and the spin states are degenerate. When an external magnetic field is applied, the spin states have only 2 + 1 orientations available to them. A proton with = ½ has two available orientations. Similarly, for a quadrupolar nucleus with a nuclear spin value of one, the...
1.9K
Atomic Nuclei: Nuclear Magnetic Moment
3.0K
All atomic nuclei are positively charged. When they have a nonzero spin, they behave like rotating charges. As a consequence of their charge and spin, these nuclei generate a magnetic field (B). This, in turn, gives rise to a magnetic moment (μ), which is randomly oriented in the absence of an external magnetic field. When an external magnetic field (B0) is applied, the magnetic moment vectors can align with the field or against it in 2 + 1 orientations. A hydrogen nucleus, which is just a...
3.0K
Atomic Nuclei: Nuclear Spin State Population Distribution
1.7K
Near absolute zero temperatures, in the presence of a magnetic field, the majority of nuclei prefer the lower energy spin-up state to the higher energy spin-down state. As temperatures increase, the energy from thermal collisions distributes the spins more equally between the two states. The Boltzmann distribution equation gives the ratio of the number of spins predicted in the spin −½ (N−) and spin +½ (N+) states.
1.7K
Atomic Nuclei: Nuclear Spin
5.1K
All atomic particles possess an intrinsic angular momentum, or 'spin'. Electrons, protons, and neutrons each have a spin value of ½, although protons and neutrons in nuclei may have higher half-integer spins owing to energetic factors.
Atomic nuclei have a net nuclear spin, , which can have an integer or half-integer value. In atomic nuclei, the spins of protons are paired against each other but not with neutrons, and vice versa. Consequently, an even number of protons does not contribute...
Atomic nuclei have a net nuclear spin, , which can have an integer or half-integer value. In atomic nuclei, the spins of protons are paired against each other but not with neutrons, and vice versa. Consequently, an even number of protons does not contribute...
5.1K


