二元合金小团簇的结构和稳定性 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:刘凤丽

出品人:

页数:146

译者:

出版时间:2008-8

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787811290837

丛书系列:

图书标签:

• 二元合金
• 团簇
• 结构
• 稳定性
• 计算物理
• 材料科学
• 量子化学
• 密度泛函理论
• 分子动力学
• 第一性原理

《二元合金小团簇的结构和稳定性》 引言 在材料科学的宏大图景中，纳米尺度的物质展现出与宏观物体截然不同的奇妙性质。尤其引人注目的是那些由两种元素构成的极小集合体——二元合金小团簇。它们如同原子层面的精巧积木，其结构排列方式和整体稳定性直接决定了它们在催化、电子器件、生物医药等前沿领域的应用潜力。本书旨在深入探讨这些微小世界的奥秘，揭示二元合金小团簇内部的结构排布规律以及影响其稳定性的关键因素，为理解和设计新型纳米材料提供理论依据。 第一章：纳米团簇的基础概念与研究方法 本章首先将概述纳米科学和纳米材料的基本概念，重点阐述团簇作为一类特殊的纳米结构所具有的独特性质。我们将从原子尺度出发，探讨团簇的形成机制，并简要介绍不同尺寸范围的团簇所表现出的尺寸效应。 随后，我们将详细介绍当前研究二元合金小团簇结构和稳定性的主要实验和理论技术。实验方面，将涉及高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、扫描隧道显微镜（STM）、X射线光电子能谱（XPS）等表征手段，以及气相团簇源技术在团簇制备中的应用。理论方面，将重点介绍量子化学计算方法，特别是密度泛函理论（DFT）在优化团簇几何结构、计算结合能、电子结构等方面的强大能力。我们还将探讨蒙特卡洛模拟、分子动力学模拟等方法在探索团簇构型空间和温度效应中的作用。 第二章：二元合金小团簇的结构多样性 二元合金小团簇并非简单的原子堆砌，而是呈现出令人惊叹的结构多样性。本章将系统性地分析影响团簇结构的关键因素，包括原子尺寸差异、原子间的相互作用能、价电子效应以及宏观形变等。 我们将深入剖析不同原子尺寸比如何影响团簇的核壳结构、混层结构以及其他不规则的构型。例如，当两种元素的原子半径相差较大时，往往会形成具有特定核壳结构的稳定团簇。 原子间的结合能是决定团簇稳定性和结构走向的根本动力。我们将量化不同原子组合的二元合金团簇的键合能，并分析如何通过合金化来优化团簇的整体结合能，从而获得更稳定的结构。 价电子的分布和密度对团簇的电子结构和稳定性至关重要。我们将探讨自由电子模型、以及团簇中的“魔数”现象，解释为何某些特定价电子数的团簇会表现出异常的稳定性。 此外，我们还将讨论团簇在形成过程中可能经历的几何相变和异构化过程，以及这些过程如何导致不同能量的亚稳态结构的出现。 第三章：影响二元合金小团簇稳定性的关键因素 稳定性是衡量任何材料性质的关键指标。在本章中，我们将围绕二元合金小团簇的稳定性展开深入讨论。 首先，结合能是团簇稳定性的直接度量。我们将详细介绍如何通过计算团簇的总结合能和平均结合能来评估其稳定性。结合能越负，团簇越倾向于以独立存在的形态存在。 其次，原子配位数和几何对称性对团簇的稳定性有着显著影响。我们将分析不同配位环境下的原子相互作用，并探讨高对称性结构通常比低对称性结构更稳定的原因。 电子结构是团簇稳定性的内在驱动力。我们将研究团簇的最高占据分子轨道（HOMO）-最低未占据分子轨道（LUMO）能隙，以及电子填充情况如何影响团簇的化学惰性或活性。 温度和环境气氛也是影响团簇稳定性的重要外部因素。我们将探讨在不同温度下团簇可能发生的熔化、蒸发或分解过程，以及氧气、水蒸气等环境气氛如何与团簇发生化学反应，从而改变其结构和稳定性。 最后，我们将讨论尺寸效应和形变能在团簇稳定性中的作用。小尺寸团簇由于表面积体积比大，表面能占比较高，其稳定性与宏观材料存在显著差异。而某些形变能较大的结构，虽然可能具有独特的几何特征，但其稳定性相对较低。 第四章：二元合金小团簇的化学性质与应用前景 团簇的结构和稳定性直接赋予了它们独特的化学性质，使其在众多应用领域展现出巨大的潜力。本章将聚焦于二元合金小团簇的化学行为及其在实际应用中的前景。 催化性能是二元合金小团簇最受关注的应用方向之一。我们将深入分析不同二元合金团簇的催化活性位点，以及原子排列如何影响其对特定化学反应的吸附能力和催化效率。例如，某些合金团簇在氧化还原反应、氢化脱氢反应、以及CO氧化等反应中表现出优异的催化性能，甚至超越了宏观催化剂。 电子和光学性质也是团簇研究的重要内容。我们将探讨团簇的电子传输特性、光吸收和发射行为，以及这些性质如何随着元素组成和尺寸的变化而调控。这为设计新型纳米电子器件、传感器和光电器件提供了可能。 磁性是另一类重要的团簇性质。一些二元合金团簇可能表现出特殊的磁矩和磁耦合行为，这使其在信息存储和磁性材料领域具有潜在应用价值。 在生物医药领域，具有特定结构和稳定性的二元合金团簇可以作为药物载体、造影剂或治疗剂。我们也将探讨其在生物相容性和毒性方面的研究进展。 最后，本章将对未来二元合金小团簇的研究方向进行展望，包括设计新型合金组合、精确控制团簇尺寸和形貌、以及实现团簇在实际器件中的集成和应用。 结论 《二元合金小团簇的结构和稳定性》一书通过系统的理论分析和实验证据，全面展现了二元合金小团簇这一微观世界的丰富多彩。本书不仅为相关领域的科研人员提供了深入的理论指导和研究方法，也为材料科学家和工程师们在设计和开发高性能纳米材料方面提供了宝贵的参考。对二元合金小团簇结构和稳定性的深入理解，将为我们解锁更多前沿科技的潜力，推动纳米科学和相关应用迈向新的高度。

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这本书的实用性超乎我的预期，尤其是对于那些需要在实验中快速验证理论假设的研究人员来说，它简直就是一本“操作指南”。在讲解如何通过热力学参数预测相变行为的部分，作者不仅给出了严格的推导过程，还非常贴心地附带了大量的实例分析，展示了这些理论是如何在实际的制备过程中被巧妙应用的。这些案例的选择极具代表性，涵盖了从高温到低温、从快速淬火到缓慢退火等多种情境，极大地拓宽了我的思路。读完全书，我感觉自己像完成了一次系统的“理论升级”，不仅知识体系更加完备，解决实际工程问题的工具箱也瞬间充盈了许多。它成功地架起了从纯理论推导到实验室操作之间的桥梁，让一切看似晦涩的原理都变得触手可及。

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这本书的叙事结构布局，简直像一位经验老到的导游，带着我们游览一片广袤而未知的领域。它的章节过渡自然流畅，完全没有那种生硬的、教科书式的割裂感。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的“由浅入深，层层递进”的策略。例如，在讨论某种特定晶格缺陷的形成机制时，作者并没有直接抛出复杂的数学模型，而是先从宏观的能量考量入手，逐步引入量子力学层面的解释，这种循序渐进的引导，极大地降低了读者的认知负荷。读到中后段时，我感觉自己仿佛真的参与了一次精密的“原子拼图”游戏，每解决一个结构难题，都会带来一种豁然开朗的成就感。这种写作手法，无疑是建立在作者深厚学术功底和卓越表达能力之上的，绝非简单的数据堆砌所能企及。

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我得承认，这本书的专业性是毋庸置疑的，但真正让我愿意持续投入时间的，是其中所蕴含的那种对知识边界的敬畏与探索欲。作者在探讨某些处于理论前沿的课题时，并没有故作高深地回避争议，反而坦诚地指出了当前模型存在的局限性，并展望了未来可能的研究方向。这种开放的态度，极大地激发了我的批判性思维。在阅读涉及计算模拟方法的章节时，我能清晰地感受到作者在平衡理论精度与计算可行性之间的挣扎与取舍，这使得整本书读起来非常“真实”，充满了研究现场的烟火气。它不是那种高高在上的圣经式文本，而更像是一位经验丰富的同行在深夜的咖啡馆里，与你推心置腹地交流心得，令人倍感亲切和受用。

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坦白说，我是在寻找一个关于新型催化剂设计的灵感时偶然接触到这本书的，本以为会是枯燥的理论集合，没想到它提供的视角竟如此富有启发性。书中最让我印象深刻的是对“局域结构对宏观性能影响”的深度剖析。作者对于不同原子排列组合下，材料表面能的微小波动如何被放大到反应活性上的论述，简直是精彩绝伦。这种对细节的极致关注，让我开始重新审视过去那些被我视为“噪音”的数据点。它教会我的不仅仅是“是什么”，更是“为什么会这样”——那种追根溯源的科学精神贯穿始终。这本书的价值，已经超越了单一学科的范畴，它提供了一种看待复杂系统的全新哲学视角，对于任何从事材料优化工作的人来说，都是一剂强效的思维催化剂。

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这本书的装帧设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调配合着烫金的书名，仿佛一下子就把人拉入了微观世界的奇妙旅程。拿到手中，首先感受到的是纸张的质感，厚实而细腻，翻阅起来有一种沉静的力量。我原本对材料科学的了解仅停留在基础的层面，但这本书的引人入胜之处在于它能将复杂的理论以一种近乎诗意的方式呈现出来。书中的插图和图表排版非常精妙，即便是那些涉及到晶体结构和能带理论的复杂示意图，也处理得清晰易懂，让人在视觉上就感到一种秩序美。它不仅仅是一本技术手册，更像是一件精心制作的艺术品，体现了出版方对学术著作的尊重。初读之下，我被其对基础概念的梳理所折服，那些关于金属键和非周期性结构的描述，即便是对于初学者而言，也显得格外友好，为后续深入学习打下了坚实的基础。

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Gaussian 03版的计算应该被广泛运用。。虽然Gaussian已经是一个落后的计算软件了。。。

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