【摘要】 证实了超原子-超原子键合体系的存在。超原子-超原子键合依赖于键能的存在提供了新的证据，为超原子团簇的进一步研究和设计提供了参考。

具有特定价电子数的金属簇被描述为超原子。超价键（SVB）模型指出，超原子可以通过共享原子核和电子，通过SVB形成超原子分子[1]。在之前的研究中[2,3]，超原子-超原子键合的存在是通过它们的轨道形状来验证的。利用密度泛函理论方法研究了另一个重要证据——结合能作为SVBs的判据。为了获得可靠的键能值，设计了由两个不共享原子核的四面体超原子组成的一系列 Zn−Cu 和 Mg−Li 超原子分子。考虑到一个四面体超原子单元中的价电子数，(Zn4)2/(Mg4)2、(Zn3Cu)2/(Mg3Li)2、(Zn2Cu2)2/(Mg2Li2)2 和 (ZnCu3)2/( MgLi3)2团簇是8e−8e、7e−7e、6e−6e和5e−5e二元超原子分子，分别具有超非键、单键、双键和三键，通过化学键分析根据SVB模型。进一步的计算表明，Zn-Cu和Mg-Li体系中的键能随着键级的增加而增加，键长减小，这与C-H体系中经典的非键、单键、双键和三键一致。因此，这些键能值证实了 SVB 的存在。此外，还进行了电子局域函数分析，直接描述简单分子中超原子键与原子键的相似性。这项研究揭示了超原子-超原子键合依赖于键能的存在的新证据，为进一步研究超原子团簇提供了新的见解。Zn−Cu 和 Mg−Li 超原子系列设计了具有双四面体结构的分子并通过密度泛函理论（DFT）计算讨论了它们的键能。根据SVB模型，AdNDP分析表明8e− 8e (Zn4)2/(Mg4)2中存在超非键，7e−7e (Zn3Cu)2/(Mg3Li)2中存在单键，(Zn2Cu2)2中存在双键/(Mg2Li2)2 和 6e−6e (ZnCu3)2/(MgLi3)2 中的三键，与相应的原子化学键具有相似的性质。此外，计算键能作为确认这些SVBs键合特性的关键证据。结果表明，Zn−Cu 和 Mg−Li 体系中的键能随着键级的增加而增加，键长减小，这与 C−H 体系中经典的非键、单键、双键和三键一致。最后，进行ELF分析，直接描述电子相互作用的强度，揭示超原子键与不同键序的简单分子中原子键的相似性，证实了超原子-超原子键合体系的存在。超原子-超原子键合依赖于键能的存在提供了新的证据，为超原子团簇的进一步研究和设计提供了参考。

[1] Korzeniewski, G.; Maniv, T.; Metiu, H. The Interaction betweenan Oscillating Dipole and a Metal Surface Described by a JelliumModel and the Random Phase Approximation. Chem. Phys. Lett. 1980,73, 212−217.

[2] Heer, W. A. The Physics of Simple Metal Clusters:Experimental Aspects and Simple Models. Rev. Mod. Phys. 1993, 65,611−676.

[3] Brack, M. The Physics of Simple Metal Clusters: Self-Consistent Jellium Model and Semiclassical Approaches. Rev. Mod. Phys. 1993,65, 677−732.

 

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