【摘 要】
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氮气是无色无味且大气中含量最多的气体之一。将资源丰富且成本较低的氮气活化转化成可利用的含氮化合物对于人类的生产生活是有非常重要意义的。而氮气的化学性质极其稳定,与其他物质发生反应是非常困难的,因此固氮是整个氮气活化转化过程中首要的一步。Side-on-end-on的成键方式对于N2的活化和功能化是非常重要的,但是目前对于这种成键方式的报道非常少。本工作采用反射式飞行时间质谱、光电子速度成像实验结合
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氮气是无色无味且大气中含量最多的气体之一。将资源丰富且成本较低的氮气活化转化成可利用的含氮化合物对于人类的生产生活是有非常重要意义的。而氮气的化学性质极其稳定,与其他物质发生反应是非常困难的,因此固氮是整个氮气活化转化过程中首要的一步。Side-on-end-on的成键方式对于N2的活化和功能化是非常重要的,但是目前对于这种成键方式的报道非常少。本工作采用反射式飞行时间质谱、光电子速度成像实验结合密度泛函理论对气相多核钒氮团簇阴离子V5N5-与N2分子的反应进行探究。研究发现N2是以罕见的side-on-end-on的成键方式与V5N5-中的双金属原子结合的,结合效率为12%,并且N2具有较大的结合能,约2 eV。为了探究side-on-end-on的成键机理,我们对相关构型进行了自然电荷分析和轨道分析。经过分析发现,团簇的活性位点与N2分子之间的相互作用导致V5N5-团簇阴离子和N2分子的几何结构及电子结构发生了变化。V5N5-负离子团簇中低配位的两个V原子活性位点的d-d成键轨道与N2分子的两种π*反键轨道之间的反馈作用是导致side-on-end-on成键方式具有较大结合能的决定性因素。
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