J. Phys. France 50, 2673-2681 (1989)
DOI: 10.1051/jphys:0198900500180267300

On the electronic structure of Hgn and Hg+ n aggregates

P. Joyes¹ et R.J. Tarento<sup>1, 2

1</sup>  Laboratoire de Physique des Solides, Bât. 510, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France
²  Laboratoire de Physique des Matériaux, 1 place Aristide Briand, 92295 Meudon, France

Abstract
We study small mercury aggregates in which the nature of the chemical bonding changes with respect of the bulk. In a first part, we consider neutral aggregates for which we find that the transition from the metallic to the Van der Waals bonding occurs for nc ˜ 15 in close agreement with a previous theoretical work. In a second part we study the ionization energy I. For n ≳ 50, a simple metallic model gives the experimental order of magnitude. This model is no longer valid in the n ≲ 10 range for which we present another calculation. In this study we fix our parameters by using the experimental values for n ≤ 4. For 4 < n ≤ 7, our results are in agreement with experiment. We also examine the localization of the excess positive charge.

Résumé
Nous étudions les agrégats de mercure où un changement dans la nature de la liaison chimique apparaît aux faibles nombres d'atomes. Dans une première partie, nous considérons les agrégats neutres où la transition métal → Van der Waals apparaît pour nc ˜ 15, résultat en bon accord avec un autre travail théorique. Dans une deuxième partie, nous étudions l'énergie d'ionisation I. Pour n ≳ 50, un modèle de type métallique donne le bon ordre de grandeur. Pour n ≤ 10, ce modèle ne convient plus et nous présentons une autre méthode où les résultats expérimentaux, pour n ≤ 4, sont utilisés pour fixer les paramètres. Pour 4 < n ≤ 7, l'accord avec l'expérience est bon. Nous examinons aussi le problème de la localisation de la charge positive en excès dans Hg +n.

PACS
7322 - Electronic structure of nanoscale materials: clusters, nanoparticles, nanotubes, and nanocrystals.
3640C - Electronic and magnetic properties of clusters.

Key words
atomic clusters -- bonds chemical -- ionisation potential -- mercury metal -- metal clusters