在元素周期表中的第VIIA族元素,即鹵族元素,可以形成鹵素互化物,又稱為鹵素間化合物。以往對鹵素互化物的研究主要集中于常壓條件下的性質,直到2019年才利用粒子群優(yōu)化的晶體結構分析方法（CALYPSO）預測了碘和氟互化物在高壓下的結構,但是對于一氟化碘（IF）在高壓下的結構并未確定。相對于常壓研究而言,高壓可使物質內部原子間的距離發(fā)生改變,從而使原子間電荷重新分布,改變晶體結構形成高壓新相,從而使物質的結構發(fā)生相變,物質的物理性質可能隨之改變,表現(xiàn)出在常壓時所不具有的行為,從而為我們提供了一種進一步了解材料性質、解釋常壓現(xiàn)象的有效途徑,并且為發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、新規(guī)律、發(fā)展新理論提供了可能。因此,本文以碘和氟形成的IF為研究對象,對其高壓結構及性質進行了研究。本論文首先利用基于粒子群優(yōu)化算法的第一性原理計算方法的CALYPSO（Crystal structure AnaLYsis by Particle Swarm Optimization）晶體結構預測軟件包,對高壓下氟單質和碘氟互化物的晶體結構進行預測,找到其基態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)結構。利用VASP對預測到的結構進行結構優(yōu)化,從而確定氟單質的高壓相變... 

【文章來源】：內蒙古民族大學內蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１碘的高壓結構??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｅ?ｈｉｇｈ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｉｏｄｉｎｅ．??

６?高壓下碘氟互化物的晶體結構及性質的理論研究???溫下分解為１２和ＩＦ３，ｗ不能將其分離出。直到Ｄｕｒｉｅ在１９５１年通過發(fā)射光譜ＩＦ分??子的存在才被確定１９６０年制得的ＩＦ３互化物穩(wěn)定存在于－２８°Ｃ以下稍后，Ｃ１Ｆ５??也由Ｓｍｉｔｈ等人＇＿制得。??（ａ）?ｈ?＜ｄ）??４°４。漁ｍｉ??（ｅ）?＾?＜ｆ）?（ｇ）??圖２幾種已知的鹵素互化物的常壓晶體結構??Ｆｉｇ．２?Ａｍｂｉｅｎｔ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｅｖｅｒａｌ?ｋｎｏｗｎ?ｈａｌｏｇｅｎ?ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ??在常壓條件下，已經在實驗上合成的鹵素互化物有１４種，其中給出實驗上晶體??結構信息的僅有６種物質。ＩＦ７的空間群是而ＩＦ５的空間群是Ｃ２／ｃｗ）；?ＢｒＦ３??的空間群為（３＾２１［？，其晶格參數(shù)是〇?＝?５．３４人，６?＝?７．３５人，＾６．６丨人。（：旳溫度達??到丨５３Ｋ時，它是空間群為Ｐｎｗａ的正交晶系，其晶格參數(shù)為《?＝?８．８ｌＡ，?６?＝?６．１〇Ａ，??ｃ?＝?４．５２?Ａｍ；在２５３?Ｋ時，ＣＩＦ３的空間群為／＾／ｃ＇?ｂＣｌ６?（即ＩＣｂ）的空間群為Ｐ－１Ｍ。??ＩＣ１的空間群是。我們根據總結的這六種鹵素互化物的晶體結構信息，繪制了??如圖２所示的晶體結構圖，其中（ａ）圖為ＩＦ７，?（ｂ）圖為ＩＦ５，?（ｃ）圖為ＢｒＦ３，?（ｄ）??圖為ＩＣ１，?（ｅ）圖為ＢｒＦ３，?（ｆ）和（ｇ）圖分別為Ｃ１Ｆ３的兩個結構Ｐｗｗａ和Ｐ２Ａ。??其中球的不同顏色代表不同原子，灰色為氟，綠色－Ｃｌ，棕色－Ｂｒ，紫色－１。??在此之前，鹵素互化物在常壓下的晶體結構及性質是研究的主

?內蒙古民族大學碩士學位論文?７??得到具有新結構、新性質的新型材料。Ｍ經調研，鹵素互化物的高壓研宄只有２０１９??年吉林大學的Ｄｏｎｇｂａｏ?Ｌｕｏ等人１＜６］用ＣＡＬＹＰＳＯ軟件預測出了碘和氟形成的化合物在??高壓條件下的晶體結構的這一研究工作。從圖３的晶體結構隨壓力變化的相變圖可以??看出，在常壓條件下不能合成的ＩＦ１ｇ、在高壓條件下是可以合成的，并且??確定了它們在高壓下的晶體結構。同時也證明了碘的更高配位數(shù)的鹵素互化物正８在??常壓下不存在但在高壓條件下是可以穩(wěn)定存在的，并且確定了其高壓下的晶體結構。??ＩＦ、ＩＦ３、丨Ｆ５和ＩＦ７四種化合物可以由碘和氟在常壓下實驗合成，其中不穩(wěn)定的ＩＦ互??化物易在室溫下分解為１２和ＩＦ３，直到Ｄｕｒｉｅ在１９５１年用發(fā)射光譜才鑒定了?ＩＦ分子??的存在Ｗ１。ＤｏｎｇｂａｏＬｕｏ等人并沒有研究碘和氟丨配比的情況，我們計劃利用??ＣＡＬＹＰＳＯ預測其常壓亞穩(wěn)結構以及高壓結構相變。??｛ｂ）?＾?１?１?１?１?１?１?ｄ??ｐ－ｌ（Ｉ）?ｐ－ｌ（ＩＩ）?１??－１－?ｆｒｌｌｌｐｊ］ｌｌｌｌｌｌ??ＩＦｎ?＇?Ｐ－１??ｉＦ，〇?－?－??Ｒ－３??ｉｆ??８?Ａｅａ２?Ｐ２＇／ｍ??丨卜?Ｃ２；?ｃ?Ｐ—１?Ｐｍｍｎ??ＩＦ?＿?ＥＴｒ：：’ｉ?：??５?Ｐｎｍａ?Ｐ２ｌ／ｍ??－圓?？?＇?－??０?５０?１００?１５０?２００?２５０?３００??Ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＧＰａ）??圖３碘氟的壓力相變圖??Ｆｉｇ．３?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｏｄｉｎｅ?ｆｌ


本文編號：3244317