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B_(111),B_(112),_(B113),and B_(114):The most stable core-shell borospherenes with an icosahedral B_(12) core at the center exhibiting superatomic behaviors

引用

Nano Research 2021年第12期14卷 4719-4724页

作者： Min Zhang Hai-Gang Lu Si-Dian Li Institute of Molecular Science Shanxi UniversityTaiyuan030006China

Boron allotropes are known to be predominately constructed by icosahedral B_(12) cages,while icosahedral-B_(12) stuffing proves to effectively improve the stability of fullerene-like boron nanoclusters in the size range between B_(98)–B_(102).However,the thermodynamically most stable core-shell borospherenes with a B_(12) icosahedron at the center still remains *** on the structural motif of D5h C_(70) and extensive first-principles theory calculations,we predict herein the high-symmetry C5v B111+(3)which satisfies the Wade’s n+1 and n+2 skeletal electron counting rules exactly and the approximately electron sufficient Cs B_(111)(4),Cs B_(112)(5),Cs B_(113)(6),and Cs B_(114)(7)which are the most stable neutral core-shell borospherenes with a B_(12) icosahedron at the center reported to date in the size range between B_(68)–B_(130),with Cs B112(5)being the thermodynamically most favorite species in the *** orbital and bonding analyses indicate that these spherically aromatic species all contain a negatively charged icosahedral B_(122)−core at the center which exhibits typical superatomic behaviors in the electronic configuration of 1S21P61D101F8,with its dangling valences saturated by twelve radial B-B 2c-2eσbonds between the B_(12) inner core and the B_(70) outer *** infrared(IR)and Raman spectra of the concerned species are computationally simulated to facilitate their future characterizations.

关键词： first-principles theory borospherenes structures bonding superatomic behaviors spherical aromaticity

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