Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: rozkład gęstości elektronowej

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Badania rozkładu gęstości elektronowej w kryształach, czyli jak zobaczyć szczegóły struktury elektronowej cząsteczek

Kubicki M.

Wiadomości Chemiczne

2014

[Z] 68, 5-6

403--427

X-ray structural analysis might be regarded as a method of visualizing molecules as they appear in the crystals. The model, which is conventionally and universally used in this method, the Independent Atom Model (IAM) assumes that the electron density distribution, which scatters the X-rays is built of the spherically-symmetrical, neutral atoms. This model is responsible for the unprecedented success of X-ray structural analysis, which reflects in about one million crystal structures (i.e. the sets coordinates of the atoms constituting the molecules) deposited in the various databanks (cf. Fig. 1), and in the speed and accuracy which the method has reached. In principle, in few hours one can get the complete information about the crystal structure. But this success is accompanied by negligence of the scientific virtue hidden beyond the IAM. In fact, it was known from the very beginning of the X-ray diffraction studies by von Laue and Braggs, that some fine details of the electron density distribution should be available. The technological advance (four-circle diffractometers, powerful X-ray sources, fast computers etc.) caused that in 1960’s the time was ripe for the development of the experimental studies of details of electron density distribution in the crystals, beyond the IAM. The early experiments by Coppens and co-workers proved that this information – about the electron density transferred to the covalent bonds, lone pairs, even intermolecular interactions – can actually be obtained and analyzed (Fig. 2). The need for the model which could be used in the least-squares procedure led to the formulation of so-called pseudoatom models, including the most popular till now, Hansen-Coppens model (eq. 2) in which the aspherical part is described in terms of real spherical harmonics. In this paper, the basics of the electron density studies is described in some detail, including the step-by-step description of a typical procedure from the experiment to the final steps of refinement. An example of the analysis of the high-resolution structure of 1,2-dimethyl-4-nitro-5-morpholine-imidazole hydrate is used to show an application of this method in studying the intermolecular interactions, including weak C-H···O and C-H···N hydrogen bonds. It is shown that the multipolar model is able to deliver more informations than the promolecular model with spherically symmetrical electron distributions.

Ferroelektryczne przejście fazowe w krysztale tytanianu baru. Obliczenia ab initio metodą FP-LAPW. Cz. I. Analiza rozkładu gęstości elektrycznej

Koleżyński A.

Informatyka w Technologii Materiałów

2004

T. 4, Nr 4

144-153

Celem prezentowanej pracy, była próba symulacji ferroelektrycznego przejścia fazowego w krysztale tytanianu baru za pomocą obliczeń ab initio, wykonanych z wykorzystaniem pakietu FP-LAPW (Full Potential Linearized Augmented Plane Wave) Wien97. Dokonano analizy zmian składowych energii całkowitej (energii elektronów rdzenia i elektronów walencyjnych, energii potencjalnej), zmian populacji elektronów w sferach muffin-tin i w obszarze międzywęzłowym, oraz szczegółowej analizy rozkładów gęstości elektronowej w komórce elementarnej, ze szczególnym uwzględnieniem zmian jednowymiarowych rozkładów gęstości w wybranych kierunkach (wiązania Ti-O, Ba-O, Ti-Ba oraz kierunki (110)), pozwalającej na zbadanie zmian przestrzennego rozkładu ładunku w komórce elementarnej w trakcie przemiany prowadzącej do obniżenia symetrii kryształu od symetrii regularnej Fm-3m paraelektrycznej wysokotemperaturowej fazy tytanianu baru, do symetrii tetragonalnej P4mm i równocześnie do polaryzacji ładunku i pojawienia się własności ferroelektrycznych. Przedstawione dane potwierdzają nasze wcześniejsze wyniki (Tkacz-Śmiech i in., 2000,2003; Koleżyń-ski, Tkacz-Śmiech, 2004) wskazujące na istotną rolę lokalizacji ładunku w obszarze pomiędzy tytanem i tlenem w kierunku osi z i tworzenia się wiązania n pomiędzy elektronami 3 d tytanu i 2p tlenu, oraz znikomy wpływ oddziaływań atomów tlenu i tytanu z barem na przemianę fazową i pojawienie się własności ferroelektrycznych. W drugiej części pracy zaprezentowane zostaną wyniki symulacji przejścia fazowego z punktu widzenia wpływu deformacji komórki elementarnej i obniżenia symetrii na strukturę pasmową, charakter poszczególnych pasm, populacje elektronowe w poszczególnych pasmach oraz indywidualnie wybranych punktach sieci odwrotnej o wysokiej symetrii, a także wpływ ferroelektrycznego przejścia fazowego na zmiany funkcji gęstości stanów. Dodatkowo przedstawiona zostanie dyskusja otrzymanych wyników i charakteru oraz własności wiązań chemicznych występujących w krysztale tytanianu baru, w świetle teorii orbitali molekularnych.

In this paper, the results of the ferroelectric phase transition simulation in barium titanate, by means of ab initio calculations, using FP-LAPW (Full Potential Linearized Augmented Plane Wave) method (Wien97 program) are presented. The paper consists of two parts - in the first one here, the detailed analysis of the calculated energy eigenvalues, potential energy terms, electron populations and electron density distribution together with their changes during gradual crystal cell deformation from regular Fm-3m paraelectric, to P4mm tetragonal ferroelectric barium titanate phase are analyzed. The obtained results are in agreement with our previous crystal-chemical analysis (Tkacz-Śmiech et al. 2003) and show the importance of the charge localization process in region of Ti-O bond along z axis, which leaves the Ti-O bonds lying in xy plane almost intact. The second part of this paper will be focused mainly on the influence of the ferroelectric phase transition on the changes of the band structure, bands character and DOS and their connection with molecular picture of chemical bond in barium titanate crystal.