We measured the photoelectron spectra of AuCn− (n=3−8) and conducted theoretical study on the structures and properties of AuCn−/0 (n=3−8). It is found that the photoelectron spectra of AuCn− exhibit odd-even alternation. The spectral features of AuC3−, AuC5−, and AuC7− are much broader than those of AuC4−, AuC6−, and AuC8−. The vertical detachment energies of AuC3−, AuC5−, and AuC7− are lower than those of AuC4−, AuC6−, and AuC8−. The most stable structures of AuCn− (n=3−8) are chain structures. The most stable structures of neutral AuCn (n=3−8) are linear structures except that those of AuC3 and AuC5 are slightly bent. The calculated ∠AuCC angles, Au−C bond lengths, and the charges on Au atom also show odd-even alternations, consistent with the experimental observations.
References
[1]
S. T.
Oyama
, Catal. Today
15
, 179
(1992
).[2]
E.
Furimsky
, Appl. Catal. Gen.
240
, 1
(2003
).[3]
Z. Y.
Li
, L. R.
Hu
, Q. Y.
Liu
, C. G.
Ning
, H.
Chen
, S. G.
He
, and J. N.
Yao
, Chem. Eur. J.
21
, 17748
(2015
).[4]
T.
Sengupta
, M. S.
Khan
, and S.
Pal
, ACS Omega
2
, 5335
(2017
).[5]
B. C.
Guo
, K. P.
Kerns
, and A. W.
Castleman
, Science
255
, 1411
(1992
).[6]
B. C.
Guo
, S.
Wei
, J.
Purnell
, S.
Buzza
, and A. W.
Castleman
, Science
256
, 515
(1992
).[7]
D. S.
Bethune
, C. H.
Kiang
, M. S.
Devries
, G.
Gorman
, R.
Savoy
, J.
Vazquez
, and R.
Beyers
, Nature
363
, 605
(1993
).[8]
D. E.
Clemmer
, K. B.
Shelimov
, and M. F.
Jarrold
, Nature
367
, 718
(1994
).[9]
M.
Naguib
, V. N.
Mochalin
, M. W.
Barsoum
, and Y.
Gogotsi
, Adv. Mater.
26
, 992
(2014
).[10]
T. S.
Zhao
, Q.
Wang
, and P.
Jena
, ACS Energy Lett.
1
, 202
(2016
).[11]
P.
Redondo
, C.
Barrientos
, and A.
Largo
, J. Phys. Chem. A
109
, 8594
(2005
).[12]
P.
Redondo
, C.
Barrientos
, and A.
Largo
, J. Phys. Chem. A
110
, 4057
(2006
).[13]
X. B.
Wang
, C. F.
Ding
, and L. S.
Wang
, J. Phys. Chem. A
101
, 7699
(1997
).[14]
L. S.
Wang
, X. B.
Wang
, H. B.
Wu
, and H. S.
Cheng
, J. Am. Chem. Soc.
120
, 6556
(1998
).[15]
L.
Largo
, A.
Cimas
, P.
Redondo
, V. M.
Rayon
, and C.
Barrientos
, Chem. Phys.
330
, 431
(2006
).[16]
K. L.
Knappenberger
, C. E.
Jones
, M. A.
Sobhy
, I.
Iordanov
, J.
Sofo
, and A. W.
Castleman
, J. Phys. Chem. A
110
, 12814
(2006
).[17]
P.
Redondo
, C.
Barrientos
, and A.
Largo
, J. Chem. Theory Comput.
2
, 885
(2006
).[18]
Y. B.
Yuan
, K. M.
Deng
, Y. Z.
Liu
, and C. M.
Tang
, Chin. Phys. Lett.
23
, 1761
(2006
).[19]
J.
Yuan
, P.
Wang
, G. L.
Hou
, G.
Peng
, W. J.
Zhang
, X. L.
Xu
, H. G.
Xu
, J.
Yang
, and W. J.
Zheng
, J. Phys. Chem. A
120
, 1520
(2016
).[20]
H. J.
Zhai
, L. S.
Wang
, P.
Jena
, G. L.
Gutsev
, and C. W.
Bauschlicher
, J. Chem. Phys.
120
, 8996
(2004
).[21]
D. L.
Strout
and M. B.
Hall
, J. Phys. Chem.
100
, 18007
(1996
).[22]
D. G.
Dai
, S.
Roszak
, and K.
Balasubramanian
, J. Phys. Chem. A
104
, 9760
(2000
).[23]
H. J.
Zhai
, S. R.
Liu
, X.
Li
, and L. S.
Wang
, J. Chem. Phys.
115
, 5170
(2001
).[24]
K. L.
Knappenberger
, P. A.
Clayborne
, J. U.
Reveles
, M. A.
Sobhy
, C. E.
Jones
, U. U.
Gupta
, S. N.
Khanna
, I.
Iordanov
, J.
Sofo
, and A. W.
Castleman
, ACS Nano
1
, 319
(2007
).[25]
V.
Dryza
, M. A.
Addicoat
, J. R.
Gascooke
, M. A.
Buntine
, and G. F.
Metha
, J. Phys. Chem. A
112
, 5582
(2008
).[26]
S.
Roszak
and K.
Balasubramanian
, J. Chem. Phys.
106
, 158
(1997
).[27]
D. L.
Strout
and M. B.
Hall
, J. Phys. Chem. A
102
, 641
(1998
).[28]
M. W.
Heaven
, G. M.
Stewart
, M. A.
Buntine
, and G. F.
Metha
, J. Phys. Chem. A
104
, 3308
(2000
).[29]
J. W.
Fan
and L. S.
Wang
, J. Phys. Chem.
98
, 11814
(1994
).[30]
J. W.
Fan
, L.
Lou
, and L. S.
Wang
, J. Chem. Phys.
102
, 2701
(1995
).[31]
P.
Redondo
, L.
Largo
, and C.
Barrientos
, Chem. Phys.
364
, 1
(2009
).[32]
S. A.
Bates
, J. A.
Rhodes
, C. M. L.
Rittby
, and W. R. M.
Graham
, J. Chem. Phys.
127
, 064506
(2007
).[33]
P.
Redondo
, C.
Barrientos
, and A.
Largo
, Int. J. Mass spectrom.
272
, 187
(2008
).[34]
J.
Yuan
, G. L.
Hou
, B.
Yang
, H. G.
Xu
, and W. J.
Zheng
, J. Phys. Chem. A
118
, 6757
(2014
).[35]
X. L.
Xu
, J. Y.
Yuan
, B.
Yang
, H. G.
Xu
, and W. J.
Zheng
, Chin. J. Chem. Phys.
30
, 717
(2017
).[36]
R. E.
Kinzer
Jr., C. M. L.
Rittby
, and W. R. M.
Graham
, J. Chem. Phys.
128
, 064312
(2008
).[37]
A. N.
Alexandrova
, A. I.
Boldyrev
, H. J.
Zhai
, and L. S.
Wang
, J. Phys. Chem. A
109
, 562
(2005
).[38]
J.
Szczepanski
, Y.
Wang
, and M.
Vala
, J. Phys. Chem. A
112
, 4778
(2008
).[39]
C.
Barrientos
, P.
Redondo
, and A.
Largo
, J. Chem. Theory Comput.
3
, 657
(2007
).[40]
C.
Barrientos
, P.
Redondo
, and A.
Largo
, Int. J. Mass spectrom.
273
, 87
(2008
).[41]
D. L.
Strout
, T. F.
Miller
, and M. B.
Hall
, J. Phys. Chem. A
102
, 6307
(1998
).[42]
T. F.
Miller
and M. B.
Hall
, J. Am. Chem. Soc.
121
, 7389
(1999
).[43]
Y.
Wang
, J.
Szczepanski
, and M.
Vala
, J. Phys. Chem. A
112
, 11088
(2008
).[44]
J. A.
Mathews
and L. L.
Watters
, J. Am. Chem. Soc.
22
, 108
(1900
).[45]
C. E.
Powell
and M. G.
Humphrey
, Coord. Chem. Rev.
248
, 725
(2004
).[46]
S. K.
Hurst
, M. G.
Humphrey
, J. P.
Morrall
, M. P.
Cifuentes
, M.
Samoc
, B.
Luther-Davies
, G. A.
Heath
, and A. C.
Willis
, J. Organomet. Chem.
670
, 56
(2003
).[47]
S. K.
Hurst
, M. P.
Cifuentes
, A. M.
McDonagh
, M. G.
Humphrey
, M.
Samoc
, B.
Luther-Davies
, I.
Asselberghs
, and A.
Persoons
, J. Organomet. Chem.
642
, 259
(2002
).[48]
S. K.
Hurst
, N. T.
Lucas
, M. G.
Humphrey
, I.
Asselberghs
, R. V.
Boxel
, and A.
Persoons
, Aust. J. Chem.
54
, 447
(2001
).[49]
J.
Vicente
, M. T.
Chicote
, M. D.
Abrisqueta
, M. C. Ramrez
de Arellano
, P. G.
Jones
, M. G.
Humphrey
, M. P.
Cifuentes
, M.
Samoc
, and B.
Luther-Davies
, Organometallics
19
, 2968
(2000
).[50]
R. H.
Naulty
, M. P.
Cifuentes
, M. G.
Humphrey
, S.
Houbrechts
, C.
Boutton
, A.
Persoons
, G. A.
Heath
, D. C. R.
Hockless
, B.
Luther-Davies
, and M.
Samoc
, J. Chem. Soc. Dalton Trans.
4167
(1997
).[51]
I. R.
Whittall
, M. G.
Humphrey
, S.
Houbrechts
, A.
Persoons
, and D. C. R.
Hockless
, Organometallics
15
, 5738
(1996
).[52]
A.
Leyva-Pérez
, A.
Doménech-Carbó
, and A.
Corma
, Nat. Commun.
6
, 6703
(2015
).[53]
M. C.
Blanco
, J.
Cámara
, M. C.
Gimeno
, P. G.
Jones
, A.
Laguna
, J. M.
López-de-Luzuriaga
, M. E.
Olmos
, and M. D.
Villacampa
, Organometallics
31
, 2597
(2012
).[54]
W.
Lu
, N.
Zhu
, and C. M.
Che
, J. Organomet. Chem.
670
, 11
(2003
).[55]
M. J.
Irwin
, J. J.
Vittal
, and R. J.
Puddephatt
, Organometallics
16
, 3541
(1997
).[56]
D.
Li
, X.
Hong
, C. M.
Che
, W. C.
Lo
, and S. M.
Peng
, J. Chem. Soc. Dalton Trans.
2929
(1993
).[57]
A.
Corma
, A.
Leyva-Pérez
, and M. J.
Sabater
, Chem. Rev.
111
, 1657
(2011
).[58]
H.
Schmidbaur
and A.
Schier
, Organometallics
29
, 2
(2010
).[59]
A. S. K.
Hashmi
, Chem. Rev.
107
, 3180
(2007
).[60]
Z.
Li
, C.
Brouwer
, and C.
He
, Chem. Rev.
108
, 3239
(2008
).[61]
D. Z.
Li
, M. Z.
Song
, Q. H.
Xu
, and S. G.
Zhang
, J. Cluster Sci.
23
, 481
(2012
).[62]
D. Z.
Li
and S. D.
Li
, J. Cluster Sci.
22
, 331
(2011
).[63]
J.
Havel
, E. Maria
Pena-Mendez
, F.
Amato
, N. R.
Panyala
, and V.
Bursikova
, Rapid Commun. Mass Spectrom.
28
, 297
(2014
).[64]
B. W.
Ticknor
, B.
Bandyopadhyay
, and M. A.
Duncan
, J. Phys. Chem. A
112
, 12355
(2008
).[65]
T.
Okabayashi
, H.
Kubota
, M.
Araki
, and N.
Kuze
, Chem. Phys. Lett.
577
, 11
(2013
).[66]
B. R.
Visser
, M. A.
Addicoat
, J. R.
Gascooke
, W. D.
Lawrance
, and G. F.
Metha
, J. Chem. Phys.
138
, 174310
(2013
).[67]
I.
León
, Z.
Yang
, and L. S.
Wang
, J. Chem. Phys.
140
, 084303
(2014
).[68]
J. H.
Meng
, Q. Y.
Liu
, and S. G.
He
, J. Phys. Chem. A
119
, 11265
(2015
).[69]
B. R.
Visser
, M. A.
Addicoat
, J. R.
Gascooke
, W. D.
Lawrance
, and G. F.
Metha
, J. Chem. Phys.
145
, 044320
(2016
).[70]
I.
León
, F.
Ruiperez
, J. M.
Ugalde
, and L. S.
Wang
, J. Chem. Phys.
145
, 064304
(2016
).[71]
I.
León
, F.
Ruiperez
, J. M.
Ugalde
, and L. S.
Wang
, J. Chem. Phys.
149
, 144307
(2018
).[72]
H. T.
Liu
, X. G.
Xiong
, P. Diem
Dau
, Y. L.
Wang
, D. L.
Huang
, J.
Li
, and L. S.
Wang
, Nat. Commun.
4
, 2223
(2013
).[73]
P.
Wang
, W. J.
Zhang
, X. L.
Xu
, J. Y.
Yuan
, H. G.
Xu
, and W. J.
Zheng
, J. Chem. Phys.
146
, 194303
(2017
).[74]
H. G.
Xu
, Z. G.
Zhang
, Y.
Feng
, J.
Yuan
, Y.
Zhao
, and W.
Zheng
, Chem. Phys. Lett.
487
, 204
(2010
).[75]
C. T.
Lee
, W. T.
Yang
, and R. G.
Parr
, Phys. Rev. B
37
, 785
(1988
).[76]
A. D.
Becke
, J. Chem. Phys.
98
, 5648
(1993
).[77]
M. J.
Frisch
, G. W.
Trucks
, H. B.
Schlegel
, G. E.
Scuseria
, M. A.
Robb
, J. R.
Cheeseman
, G.
Scalmani
, V.
Barone
, G. A.
Petersson
, H.
Nakatsuji
, X.
Li
, M.
Caricato
, A.
Marenich
, J.
Bloino
, B. G.
Janesko
, R.
Gomperts
, B.
Mennucci
, H. P.
Hratchian
, J. V.
Ortiz
, A. F.
Izmaylov
, J. L.
Sonnenberg
, D.
Williams-Young
, F.
Ding
, F.
Lipparini
, F.
Egidi
, J.
Goings
, B.
Peng
, A.
Petrone
, T.
Henderson
, D.
Ranasinghe
, V. G.
Zakrzewski
, J.
Gao
, N.
Rega
, G.
Zheng
, W.
Liang
, M.
Hada
, M.
Ehara
, K.
Toyota
, R.
Fukuda
, J.
Hasegawa
, M.
Ishida
, T.
Nakajima
, Y.
Honda
, O.
Kitao
, H.
Nakai
, T.
Vreven
, K.
Throssell
, J. A.
Montgomery
Jr., J. E.
Peralta
, F.
Ogliaro
, M.
Bearpark
, J. J.
Heyd
, E.
Brothers
, K. N.
Kudin
, V. N.
Staroverov
, T.
Keith
, R.
Kobayashi
, J.
Normand
, K.
Raghavachari
, A.
Rendell
, J. C.
Burant
, S. S.
Iyengar
, J.
Tomasi
, M.
Cossi
, J. M.
Millam
, M.
Klene
, C.
Adamo
, R.
Cammi
, J. W.
Ochterski
, R. L.
Martin
, K.
Morokuma
, O.
Farkas
, J. B.
Foresman
, and D. J.
Fox
, Gaussian 09, Revision A.02
, Wallingford, CT
: Gaussian Inc.
, (2009
).[78]
T.
Clark
, J.
Chandrasekhar
, G. W.
Spitznagel
, and P. V.
Schleyer
, J. Comput. Chem.
4
, 294
(1983
).[79]
H.
Pc
and J. A.
Pople
, Theor. Chim. Acta
28
, 213
(1973
).[80]
W. J.
Hehre
, R.
Ditchfield
, and J. A.
Pople
, J. Chem. Phys.
56
, 2257
(1972
).[81]
P. J.
Hay
and W. R.
Wadt
, J. Chem. Phys.
82
, 270
(1985
).[82]
P. J.
Hay
and W. R.
Wadt
, J. Chem. Phys.
82
, 299
(1985
).[83]
T. H.
Dunning
, J. Chem. Phys.
90
, 1007
(1989
).[84]
R. A.
Kendall
, T. H.
Dunning
, and R. J.
Harrison
, J. Chem. Phys.
96
, 6796
(1992
).[85]
K. A.
Peterson
and C.
Puzzarini
, Theor. Chem. Acc.
114
, 283
(2005
).[86]
J. P.
Foster
and F.
Weinhold
, J. Am. Chem. Soc.
102
, 7211
(1980
).[87]
D. Y.
Zubarev
and A. I.
Boldyrev
, Phys. Chem. Chem. Phys.
10
, 5207
(2008
).[88]
T.
Lu
and F. W.
Chen
, J. Comput. Chem.
33
, 580
(2012
).[89]
X. L.
Xu
, B.
Yang
, H. G.
Xu
, X. J.
Deng
, and W. J.
Zheng
, RSC Adv.
6
, 78064
(2016
).[90]
X. L.
Xu
, B.
Yang
, C. J.
Zhang
, H. G.
Xu
, and W. J.
Zheng
, J. Chem. Phys.
150
, 074304
(2019
).[91]
X. L.
Xu
, X. J.
Deng
, H. G.
Xu
, and W. J.
Zheng
, Phys. Chem. Chem. Phys.
17
, 31011
(2015
).[92]
L.
Pan
, B. K.
Rao
, A. K.
Gupta
, G. P.
Das
, and P.
Ayyub
, J. Chem. Phys.
119
, 7705
(2003
).
This content is only available via PDF.
© 2022 Chinese Physical Society.
2022
Chinese Physical Society
You do not currently have access to this content.
