Published 2007 | Version v1
Journal article

Electronic structure of crystalline uranium nitride: LCAO DFT calculations

  • 1. Sankt-Peterburgskij Gosudarstvennyj Univ., Sankt-Peterburg (Russian Federation)

Description

The results of electronic structure calculations performed for the first time for crystalline uranium nitride and using a LCAO basis are discussed. For calculations we used the density functional method with the PW91 exchange correlation potential and a variety of relativistic core potentials for the uranium atom. The calculated atomization energy of the crystal agrees well with the experimental data and with the results of calculations with the plane wave basis. It is shown that a chemical bond in crystalline uranium nitride is a metal covalent bond. The metal component of the bond is due to the 5f electrons localized on the uranium atom and having energies near the Fermi level and the bottom of the conduction band. The covalent component of the chemical bond results from an overlap between the uranium 6d and 7s valence orbitals and the nitrogen 2p atomic orbitals. Inclusion of the 5f electrons in the core of the uranium atom introduces relatively minor changes in the calculated binding energy and electron density distribution

Abstract (Russian)

Представлены и обсуждаются результаты впервые проведенных в базисе ЛКАО расчетов электронной структуры кристаллического нитрида урана. Использован метод функционала плотности с обменно-корреляционным потенциалом PW91 и различным выбором релятивистских потенциалов остова для атома урана. Рассчитанная энергия атомизации кристалла удовлетворительно согласуется с данными эксперимента и расчетов в базисе плоских волн. Показано, что химическая связь в кристаллическом нитриде урана имеет металло-ковалентный характер. Металлическая компонента связи обусловлена локализованными на атоме урана 5f-электронами с энергиями вблизи уровня Ферми и дна зоны проводимости. Ковалентная компонента химической связи определяется перекрыванием валентных 6d- и 7s-орбиталей атома урана с 2р-орбиталями атома азота. Показано, что включение 5f-электронов в остов атома урана вносит относительно небольшие изменения в рассчитанные энергию связи и распределение электронной плотности

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Электронное строение кристаллического нитрида урана: LKAO расчеты методом функционала плотности

Publishing Information

Journal Title
Zhurnal Strukturnoj Khimii
Journal Volume
48
Series
Supplement to Journal of Structural Chemistry, v. 48, 2007. Quantum-chemical methods in calculations of electronic structure and properties of molecules and solids
Journal Page Range
p. S132-S141
ISSN
0136-7463
CODEN
ZSTKAI

INIS

Country of Publication
Russian Federation
Country of Input or Organization
Russian Federation
INIS RN
39097470
Subject category
S38: RADIATION CHEMISTRY, RADIOCHEMISTRY AND NUCLEAR CHEMISTRY;
Descriptors DEI
BINDING ENERGY; CHEMICAL BONDS; CRYSTALS; DISSOCIATION ENERGY; ELECTRONIC STRUCTURE; LCAO METHOD; URANIUM NITRIDES
Descriptors DEC
ACTINIDE COMPOUNDS; CALCULATION METHODS; ENERGY; NITRIDES; NITROGEN COMPOUNDS; PNICTIDES; URANIUM COMPOUNDS

Optional Information

Notes
37 refs., 4 tabs.