Quantum chemical study of atomic structure evolution of Co
/C
(x
2.8) composites
Co
/C
(x
2.8)混合物の原子的構造の進展に関する量子化学的研究
Avramov, P.; 楢本 洋*; 境 誠司; 鳴海 一雅; Lavrentiev, V.*; 前田 佳均
Avramov, P.; Naramoto, Hiroshi*; Sakai, Seiji; Narumi, Kazumasa; Lavrentiev, V.*; Maeda, Yoshihito
CoとC
からなる新奇化合物Co
/C
(x
2.8)の局所的な原子配置を、Co
(C
)
(n=1, 2, m=2, 3)について、B3LYP/6-31G
法を用いた第一原理計算によって研究した。n=1の異性体については、スピン状態S=1/2の場合がエネルギー的に安定で、それに対して、n=2の異性体はスピン状態S=1のときにより安定だった。また、n=1, 2のいずれの場合も
型(C
の6員環間に2座で配位)のCoの配位がエネルギー的に安定だった。
型の配位(6員環-5員環間に2座で配位)、さらに
型の配位(5員環に5座で配位)は、Co原子がC
ケージ上をマイグレートする際に中間体になりえ、さらに、Co
/C
は、最終的にCoダイマーの形成によって平衡状態の原子配置に近づくことを明らかにした。
The main features of the local atomic structure of novel Co
/C
(x
2.8) complex mixtures were studied using the
B3LYP/6-31G
method for a set of low and high energy Co
(C
)
(n = 1, 2, m = 2, 3) clusters in low and intermediate spin states. For the n = 1 isomers the spin state S = 1/2 is energetically preferable whereas the low energy isomers of n = 2 have an intermediate spin state of S = 1. The 
(6-6 edge of C
) type of cobalt ion coordination is preferable for both n = 1 and n = 2 cases. The 
(coordination with 6-5 edge) and even the 
(C
fragment) types can serve as low and high energy intermediates for the cobalt ion's migration around the C
cage. Formation of cobalt dimers can be the final stage of evolution of Co
/C
atomic structure approaching the equilibrium atomic geometry.