超稳定的“俄罗斯套娃”-浓酸碱冷光探针[Hf13]纳米团簇(Angew. Chem., 2019)

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可以同时抵抗高浓度的酸和碱的稳定金属团簇尚为未知。南开大学化学系赵斌课题组联合清华大学化学系李隽课题组,提出了第一个在浓酸(10 M HNO 3)和碱(20 M沸腾NaOH)水溶液中保持结晶状态,具有非凡的化学稳定性的离散中性簇Hf 13(μ4-O)8(OCH3)36。 实际上更重要的是,这是第一个同时能够检测浓碱(20 M NaOH)和强酸(1 M HNO3)的冷光探针,具有较高的选择性和可重复性。 作者使用密度泛函理论对电子结构和成键的理论研究表明,由强(d-p)π键导致该团簇具有很大的HOMO-LUMO能隙,这进一步导致了团簇的超高稳定性。本工作丰富了功能化金属团簇和发光传感器,为进一步构建稳定的团簇基材料奠定了基础。 团簇结构与电子结构使用AMS中ADF模块进行计算研究,使用ADF中ZORA方法考虑相对论效应的影响,并通过电子局域函数ELF对化学键中的电子配对的可能性进行检验。 Bin Zhao, Xiao-Min Kang, Han-Shi Hu, Zhi-Lei Wu, Jia-Qi Wang, Peng Cheng, Jun Li, Ultrastable Matryoshka [Hf13] Nanocluster as a Luminescence Sensor for Concentrated Alkali and Acid, Angew. Chem., 2019

ADF-分子与团簇的DFT计算

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概述 ADF 是世界上最早的 DFT 计算软件,计算功能非常完善、全面,建模、分析用户界面对初学者非常友好,节点内、跨节点并行计算效率非常高效。 一般功能:电子与结构、谱学与非线性光学性质、化学反应、热力学性质、溶剂化效应等,并包括高精度GW方法精确计算分子解离能与亲和势。 光学材料:零场劈裂、激发态辐射速率与寿命、系间窜跃、自旋轨道耦合,高精度GW方法精确计算ΔES-T。为OLED器件模拟软件Bumblebee提供原子层级模拟数据输入,辅助OLED器件模拟。 重元素与配合物:重元素体系研究必备工具,包含高精度相对论方法ZORA、X2C,完善的轨道成分分析、以及最流行的化学键分析方法EDA-NOCV、IQA等。 功能列表 效率优势: 支持节点内、跨节点高效并行计算,对较大体系,千核并行也能达到非常高加速比 支持大体系计算,例如大体系吸收光谱 普通工作站,甚至台式机就可以计算几百原子的规模的TDDFT性质 方法优势: 精确相对论方法计算自旋-轨道耦合,擅长过渡金属、重元素体系,磷光与系间窜跃 限制性开壳层分子计算,及其 TDDFT 计算 GW方法(支持自旋轨道耦合):(G0W0、evGW、G3W2)方法精确计算 IP 与 EA、GW-BSE 方法精确计算 S0-T1 能隙 RPA近似:sigma-functional 泛函更新换代迅速(ADF 泛函列表),及时引入最新的重要泛函,例如 r2SCAN-3c、TASKxc、TASKCC、D4(EEQ) 色散修正等 高精度 STO 基组:对于重元素的电子轨道计算,其他基组很容易出现定性错误(例如轨道组分不正确),ADF 可靠性久经考验 QTAIM 与 Conceptual DFT,Constrained DFT,FDE 方法,收缩变分 DFT(CV(n)-DFT)用于单重态-三重态激发的计算(该功能不像普通的TDDFT那样被电荷转移激发所困扰)、配体场DFT(LFDFT)对 d → d和f → d电子转移的情况,令计算结果更可靠),基于LFDFT的 ESR g-张量双峰、XMCD 计算、DIM/QM(DRF 梯度) QM/MM与多尺度方法 功能列表: 键合分析 键级与键能计算、能量分解EDA、电荷分解CDA、化学价自然轨道ETS-NOCV(能量贡献T/V分析)、原子间键能计算方法IQA、df轨道在配合物中的分裂 分子轨道MO投影到碎片轨道SFO、SFO可视化 通过Laplacian电子密度与键关键点区分化学键类型、DORI […]

 
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