二十面体 (H$_2)_{13}$ 超分子
材料科学
2019-05-10 v1
摘要
我们研究了一系列可能包含氢的超分子形式（由 13 个按二十面体排列的氢分子构成）的材料。该超分子由 12 个自由转动的氢分子按二十面体排列并包围另一个自由转动的分子构成。迄今，该超分子仅在与碘烷 (HI) 的化合物中被观测到。其极高的氢含量暗示了在储氢方面的潜在应用，因此我们考察了在环境压力下形成超分子的可能性。我们表明，第一性原理分子动力学计算能很好地描述已知 HI(H2)13 材料的性质，并预测了相关化合物 Xe(H2)1、HBr(H2)13 与 HCl(H2)13 的存在，包括低温下的对称性破缺相变。二十面体 (H2)13 超分子在所有这些化合物中均保持稳定。这表明 (H2)13 是氢化合物中的普遍特征，且尺寸合适的空腔即使在低压下也可容纳氢超分子。超分子网络的结构在等密度下被证明与化合物无关。
引用
@article{arxiv.1808.00884,
title = {The Icosahedral (H$_2)_{13}$ Supermolecule},
author = {Graeme J. Ackland and Jack Binns and Ross Howie and Miguel Martinez-Canales},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.00884},
year = {2019}
}