Structure and Properties of Clusters pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Brill Academic Pub

作者:Maroulis, George 编

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:

价格:$ 204.53

装帧:Pap

isbn号码:9789067644563

丛书系列:

图书标签:

原子簇
分子簇
团簇结构
团簇性质
凝聚态物理
材料科学
量子化学
计算物理
纳米材料
表面物理

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具体描述

This volume on Clusters brings together contributions from a large number of specialists. A central element for all contributions is the use of advanced computational methodologies and their application to various aspects of structure, reactivity and properties of clusters. The size of clusters varies from a few atoms to nanoparticles. Special emphasis is given to bringing forth new insights on the structure and properties of these systems with an eye towards potential applications in Materials Science. Overal, the volume presents to the readers an amazing wealth of new results. Particular subjects include water clusters, Silicon, Iron, Nickel and Gold clusters, carbon-titanium microclusters and nanoparticles, fullerenes, carbon nanotubes, chiral carbon nanotubes, boron nanoclusters and more.

好的，这是一份关于一本名为《Structure and Properties of Clusters》的图书的详细简介，重点描述其核心内容，且不包含任何AI痕迹。 --- 《Structure and Properties of Clusters》图书简介引言：探索物质在纳米尺度上的奇妙世界《Structure and Properties of Clusters》是一本深度探讨原子团簇（atomic clusters）这一介于单个原子和宏观固体之间的特定物质形态的权威著作。本书旨在为材料科学、凝聚态物理、化学物理以及纳米技术领域的科研人员、研究生和高级本科生提供一个全面且深入的知识框架。团簇，作为纳米科学的基石，其独特的结构、尺寸依赖的电子特性以及反应活性，使其成为理解从量子效应到表面催化等一系列复杂现象的关键。本书不仅梳理了当前研究的前沿进展，更系统地阐述了团簇科学的理论基础与实验方法。第一部分：团簇的形成与生长——从原子到纳米结构本书的开篇部分聚焦于团簇的生成机制。我们首先深入探讨了不同团簇制备技术的基础原理，包括高真空气体相技术（如激光烧蚀、溅射、蒸发）和液相合成方法（如化学还原、微生物合成）。重点分析了这些方法如何影响团簇的尺寸分布、形态和表面化学性质。随后，我们详细剖析了团簇生长的动力学过程。从成核、初级生长到团簇间的聚并与重排，本书采用统计力学和动力学模型来描述这些过程。特别关注了“魔法数”现象——即特定原子数目的团簇所表现出的异常稳定性。通过对电子壳层模型（如Jellium模型）和几何模型的深入讨论，读者将理解为何特定几何结构（如正二十面体、立方面心结构）在团簇中具有优势地位。第二部分：结构决定性质——团簇的几何与电子结构本部分是全书的核心，深入剖析了团簇结构与其内在性质之间的紧密联系。几何结构解析：书中详尽介绍了用于确定团簇三维结构的先进技术，如高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）、扫描隧道显微镜（STM）的图像解析，以及结合X射线衍射和中子散射数据的结构解析方法。我们着重讨论了团簇的拓扑特征、键合模式（如σ键和π键在纳米尺度上的重构）以及表面原子排布对外围环境的敏感性。对于团簇的“软”与“硬”结构，即表面弛豫和内核结构的变化，本书提供了详尽的案例分析。电子结构与量子效应：团簇的电子结构是其独特物理性质的根源。本书系统阐述了尺寸效应如何导致分立的电子能级出现，取代了宏观固体中的连续能带。我们详细讨论了以下关键概念： 1. 量子尺寸效应：能量间隙随团簇尺寸的增加而减小，以及库仑阻塞效应在小团簇中的体现。 2. 表面电子态：团簇表面原子与体相原子在电子密度和能级上的差异，以及这些差异如何影响团簇的化学活性。 3. 磁性：从单原子磁矩到超铁磁性团簇的转变。本书分析了3d过渡金属团簇（如Fe、Co、Ni）中未成对电子的耦合机制，以及表面效应如何调控整体磁矩的符号和大小。第三部分：团簇的反应活性与催化性能团簇作为高效的纳米催化剂前体，其活性与其高比表面积和独特的电子结构息息相关。本部分专注于团簇在化学反应中的行为。表面化学与吸附：详细考察了不同化学物种（如O₂、CO、H₂、小烃类分子）在贵金属（如Au、Pt、Pd）和氧化物负载团簇表面的吸附位点、吸附能和解离机制。通过密度泛函理论（DFT）计算的视角，揭示了活性位点的电子结构特征如何影响反应能垒。催化反应机制：书中回顾了团簇在关键反应中的应用，例如： CO氧化：探讨了团簇尺寸如何影响反应的低温启动能力。氢气活化：分析了团簇在催化析氢反应（HER）中的作用。选择性氧化：讨论了团簇如何通过空间位阻和电子调控实现对特定官能团的高选择性氧化。第四部分：团簇的表征技术与前沿应用本书最后一部分侧重于实验和理论工具的应用，以及团簇科学的未来方向。高级表征手段：总结了多种用于研究团簇的尖端技术，包括： 1. 低温/高分辨质谱（Mass Spectrometry）：用于精确测定团簇的质量和稳定性。 2. 高分辨电子能谱（EELS/XPS）：探测团簇的化学价态和局部电子环境。 3. 非线性光学技术：用于研究团簇的激发态动力学和非线性响应。前沿应用展望：最后，本书展望了团簇科学在以下领域的应用潜力：量子信息科学：作为单电子或单自旋量子比特的构建单元。生物医学成像与治疗：利用其独特的荧光特性和光热效应。新型功能材料：作为合成具有精确结构的金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）的构筑单元。结论：《Structure and Properties of Clusters》旨在提供一个深入、综合且前沿的视角，帮助读者掌握团簇科学从基本原理到复杂应用的完整知识链条。本书强调结构与性质间的内在联系，是致力于推动纳米科学和催化领域未来突破的必备参考书。