Abstract

By the method of density functional theory with exchange-correlation functional B3LYP and basis set 3‑21G (d), the structural and energy characteristics have been considered of the molecular models of SnO2 nanoclusters of different size and composition with the number of Sn atoms from 1 to 10. Incompletely coordinated surface tin atoms were terminated by hydroxyl groups. It has been shown that the Sn–O bond length in nanoclusters does not depend on the cluster size and on the coordination number of Sn atoms, but is determined by the coordination type of neighboring oxygen atoms. Namely, the bond length Sn–O(3) (@ 2.10 Å) is greater than that of Sn–O (2) (@ 1.98 Å). The calculated values of Sn–O (3) bond lengths agree well with the experimental ones for crystalline SnO 2 samples (2.05 Å). The theoretically calculated width of the energy gap decreases naturally with increasing cluster size (from 6.14 to 3.46 eV) and approaches the experimental value of the band gap of the SnO 2 crystal (3.6 eV). The principle of additivity was used to analyze the energy characteristics of the considered models and to estimate the corresponding values for a cassiterite crystal. According to this principle, a molecular model can be represented as a set of atoms or atomic groups of several types that differ in the coordination environment and, therefore, make different contributions to the total energy of the system. The calculated value of the atomization energy for SnO2 is 1661 kJ/mol and corresponds satisfactorily to the experimentally measured specific atomization energy of crystalline SnO2 (1381 kJ/mol). It has been shown that a satisfactory reproduction of the experimental characteristics of crystalline tin dioxide is possible when using clusters containing at least 10 state atoms, for example, (SnO2)10×14H2O.

Highlights

  • Питання про відповідність статті профілю журналу вирішує редакційна колегія. Процедуру рецензування проходять усі статті, які надійшли до редакції.

  • Підписаний всіма авторами, надається у двох примірниках українською або англійською мовами.

  • Він має містити шифр УДК (за станом на 2020 рік) або PACS, назву статті, анотацію (мовою статті), ключові слова (не більше 10), текст із розміщеними в ньому рисунками і таблицями, назву статті та її резюме англійською мовою (в кінці кожного резюме наводяться ключові слова (не більше 10)), перелік бібліографічних посилань.

Read more

Summary

Introduction

Питання про відповідність статті профілю журналу вирішує редакційна колегія. Процедуру рецензування проходять усі статті, які надійшли до редакції. Підписаний всіма авторами, надається у двох примірниках українською або англійською мовами. Він має містити шифр УДК (за станом на 2020 рік) або PACS, назву статті, анотацію (мовою статті), ключові слова (не більше 10), текст із розміщеними в ньому рисунками і таблицями, назву статті та її резюме англійською мовою (в кінці кожного резюме наводяться ключові слова (не більше 10)), перелік бібліографічних посилань.

Results
Conclusion

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.