《表2 不同取向H2O分子吸附前后的电子电荷、键长、吸附能的值(“-”表示获得电子)》

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《外电场对水在CaO(100)表面吸附的第一性原理计算》

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不同取向H2O分子在B位点吸附时对应的吸附能、电荷转移、键长变化如表2所示。结果表明:1)不同取向的H2O分子吸附在Ca O （100）表面B位点的吸附能均为负值，其中垂直向上取向和垂直向下取向初始构型的吸附能较大，H2O分子容易被吸附。2)优化后，垂直向上取向、垂直向下取向和平行取向的H2O分子获得电荷带负电，其数量由大到小依次为垂直向上取向的=垂直向下取向的>平行取向的；而反V取向和V取向构型的H2O分子则失去电荷带正电，其带电量分别为0.008和0.091 e。可以看出:垂直向上取向和垂直向下取向构型的H2O分子从Ca O（100）表面B位点获得的电荷数量相同，进一步表明垂直向上取向和垂直向下取向构型的吸附强于其他构型。3)对初始键长（0.096 9 nm）观察发现，吸附在Ca O（100）表面B位点的不同取向H2O分子优化后，平行取向构型、反V取向构型和V取向构型的H1—O键键长和O—H2键键长仍保持相等长度，且与初始键长相比仅有略微增大；而垂直向上取向和垂直向下取向构型中，虽然H2O分子的H1—O键键长变化不大，但是O—H2键键长却显著增大，分别变为0.144 4和0.144 5 nm。该结果表明垂直向上取向和垂直向下取向构型的H2O分子和Ca O （100）之间的相互作用更强，进一步表明垂直向上取向和垂直向下取向构型的H2O分子最容易被Ca O（100）表面B位点吸附。