How active sites facilitate charge-transfer interactions of silver and gold clusters with TCNQ?

文献情報

出版日 2017-07-25
DOI 10.1039/C7CP02538F
インパクトファクター 3.676
著者

Jing Chen, Zhixun Luo, Jiannian Yao


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要旨

Utilizing a strong electron acceptor molecule tetracyanoquinodimethane (TCNQ) as probe, we demonstrate how the electronic features and geometric sites determine charge-transfer interactions of noble metal clusters with organic molecules. First-principle calculations by searching local minimum energies suggest that the TCNQ complexes with Ag13, Au12Ag1, Au1Ag12 and Au13 all favor edge-site adsorption, and their structures are highly comparable and possess metal–N–metal bonds. Further analysis on frontier molecular orbitals (FMOs) and natural population analysis (NPA) reveals that it's easier for Ag13/Au1Ag12 clusters to transfer electrons to TCNQ as compared with Au13/Ag1Au12. Spin density isosurfaces indicate that the charge transfer from these 13-atom clusters to TCNQ leads to electronic shell closure of the metal clusters. The difference in the electronegativities of Ag and Au, as well as the significant relativistic effect of gold, results in varying donor–accepter interactions sensitive to the coordination number of the doping atom for both Au12Ag1 and Au1Ag12 clusters.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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