【摘 要】
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在常压条件下铜和钾元素是不混溶的。压力可以显著地改变元素的电子结构,从而促进不同元素之间的相互反应。通过全局结构搜索和第一性原理计算,预测了四种新的K-Cu化合物（K3Cu2、K2Cu、K5Cu2和K3Cu）在10-50 GPa压力稳定存在。特别是,K3Cu2的X射线衍射模拟图谱与（Snider和Badding）合成的K-Cu化合物高度一致。在不同的K-Cu化合物结构中,Cu原子呈现不同的聚集形态
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在常压条件下铜和钾元素是不混溶的。压力可以显著地改变元素的电子结构,从而促进不同元素之间的相互反应。通过全局结构搜索和第一性原理计算,预测了四种新的K-Cu化合物（K3Cu2、K2Cu、K5Cu2和K3Cu）在10-50 GPa压力稳定存在。特别是,K3Cu2的X射线衍射模拟图谱与（Snider和Badding）合成的K-Cu化合物高度一致。在不同的K-Cu化合物结构中,Cu原子呈现不同的聚集形态,包括线性链状、之字链状、二聚体,以及孤立的铜负离子。电子结构分析表明,Cu原子接受K原子的电子,以阴离子的形式存在于K的六元晶格之中;其4s轨道完全填充,4p轨道部分填充,呈现出类似p区元素的性质。铜原子之间表现出sp、sp2杂化的Cu-Cu共价相互作用。这些结果为理解碱/碱土金属-贵金属体系相的多样性提供了思路。过渡金属Hg元素外层具有5d106s2电子壳层,一般通过氧化（失电子）会变成阳离子。在汞化合物中,汞原子得电子导致负氧化态的情况并不常见。结合粒子群优化算法和进化算法利用第一性原理,系统地研究了钠汞齐化合物在常压及高压下的结构、电子结构和化学键特征。本文预测了六种新的稳定的Na-Hg化合物（Na Hg3、Na Hg4、Na2Hg、Na4Hg、Na5Hg和Na6Hg）。富汞组分化合物是以钠原子为中心的Na Hgn（n=6、8、10、12）多面体堆积呈现。电子结构分析表明,在这些化合物中发现了与sp杂化有关的Hg-Hg共价相互作用。富钠组分化合物是以汞原子为中心的钠多面体堆积呈现。电子结构分析发现,汞原子从钠原子获得电子,占据Hg-6p轨道。特别是,在C2/m-I-Na4Hg中,部分电荷以电子阴离子的形式聚集在钠原子八面体中,其中心电荷密度超过0.6 e V/bohr3,表现出零维电子化合物的特征。
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