Ca(BH_4)_2络合物电子结构及热力学稳定性的第一性原理研究  

First-principle studies on electronic structure and thermodynamic stability of Ca(BH_4)_2 complex

作　　者：陈晓伟[1] 陈捷狮[1] 熊凯[1] 黎光旭[1] 郭进[1] 

机构地区：[1]广西大学物理科学与工程技术学院,南宁530004

出　　处：《原子与分子物理学报》2010年第4期733-740,共8页Journal of Atomic and Molecular Physics

基　　金：国家自然科学基金(50561002;50861003);广西自然科学基金重点项目(2010GXNSFD013004);广西大学科研重点(2004ZD04)

摘　　要：利用第一性原理研究了低温及高温相Ca(BH_4)_2络合物的电子结构、晶格振动及其反应焓.计算结果表明:低温及高温相Ca(BH_4)_2中Ca^(+2)与[BH_4]^-以离子键形式相结合,[BH_4]^-离子中B原子和H原子以共价键形式相结合,对该共价键有贡献的主要是B原子的2p轨道电子,H原子的1s轨道电子.Ca(BH_4)_2可能的反应路径为:Ca(BH_4)_2→2CaH_2+CaB_6+10H_2,该反应在300 K下反应焓为43.22 kJ/molH_2.拉伸B—H键所对应的声子频率较高,其值为2360～2500 cm^(-1),这可能是导致B—H键断裂释放氢气需要较高温度的主要原因之一.The electronic structure, lattice dynamic and reaction enthalpies of low-temperature and high-temperature phases of Ca（BH4）2 complex have been studied using first-principle. The calculation results show that, for both low and high-temperature phases of Ca（BH4）2 complex, the interaction between Ca^＋2 and [BH4]^- anion has an ionic character, and the interaction between B and H is covalent. This covalent bond is dominated by B 2p and H 1s orbitals. The possible dehydrogenation process is 3Ca（BH4）2→2CaH2＋CaB6＋10H2, and the reaction enthalpy is 43.22 kJ/mol H2. The lattice dynamic calculations show that the phonon modes of stretching [BH4]^- anion are in 2360-2500 cm^-1 , these high phonon modes indicate that they need high energies to breakup of B-H bond in [BH4]^- anion.

关 键 词：Ca(BH4)2络合物 电子结构 热力学稳定性 

分 类 号：TG239.7[金属学及工艺—铸造]