锆钴合金氢化反应热力学函数的计算  

Ab initio of the Thermodynamic Function for the Hydrogenating of Zirconium-Cobalt Alloy

作　　者：罗德礼[1,2] 蒋刚[1] 朱正和[1] 蒙大桥[1,2] 薛卫东[1] 

机构地区：[1]四川大学<西区>原子与分子物理所 [2]中国工程物理研究院,绵阳621900

出　　处：《物理化学学报》2001年第10期913-917,共5页Acta Physico-Chimica Sinica

基　　金：国家自然科学-中国工程物理研究院联合基金(10076009)资助项目

摘　　要：在有效原子实势近似下，采用 Ｇａｕｓｓｉａｎ ９８计算程序及 Ｂ３ＬＹＰ／ＳＤＤ密度泛函方法计算得到了 ＺｒＣｏ和ＺｒＣｏＨ分子的结构、力常数、离解能，能量（Ｅ）、熵（Ｓ）以及ＺｒＣｏ与氢同位素气体反应的热力学函数．在固态ＺｒＣｏ、ＺｒＣｏＨ（Ｄ、Ｔ）的Ｅ和Ｓ的计算中，近似以气态分子总能量中的振动能Ｅｖ代替该分子处于固态时的振动能量，以电子运动和振动运动熵ＳＥｖ代替分子处于固态的熵，在这种近似下，计算了不同温度下ＺｒＣｏ与Ｈ２、Ｄ２、Ｔ２反应的　Ｈ　、　 Ｇ　、　 Ｓ　及氢化反应平衡压力，导出了氢化反应温度与平衡压力的依赖关系．计算得出：ＺｒＣｏＨ、ＺｒＣｏＤ、ＺｒＣｏＴ的生成焓（３９８～５９８ Ｋ）分别为 ８２．８１、８１．５４和 ８０．４９ ｋＪ·ｍｏｌ－１，与实验结果有很好的一致性，表明这种近似处理方法是合理的，可以用于一些未知氢化物的热力学函数的近似计算。Density functional (B3LYP/SDD) method with relativistic effective core potential (RECP) have been used to optimize the structure of ZrCo and ZrCoH, and to calculate energy E, entropy S and enthalpy H of ZrCoH(D,T). Considering the characteristics of different motion types, the vibration energy or electronic and vibration entropy of the molecules is assumed to be the corresponding values of their solid states. DeltaH(circle minus), DeltaS(circle minus), DeltaG(circle minus) and hydrogen isotope equilibrium pressures of the hydrogenating reactions have been calculated based on this approximation. The formation enthalpies for ZrCoH ZrCoD and ZrCoT at temperature from 398 to 598 K are 82. 81, 81. 54 and 80. 49 kJ (.) mol(-1) respectively. The results cohere with the experimental results. It means that the present method is somehow reasonable to theoretical study on thermodynamic functions of hydrogen storage materials.

关 键 词：锆钴合金 分子结构 热力学函数 从头计算 氢化反应 贮氢材料 

分 类 号：O642[理学—物理化学]