用代数-能量自洽法研究双原子分子解析势能函数

基于计算双原子分子完全振动能谱及离解能的代数方法 (algebraic method,AM)和研究双原子分子解析势能函数的能量自洽法(energy consistent method,ECM),建立了计算双核分子体系精确解析势能函数的代数-能量自洽法(AM-ECM).应用AM-ECM方法研究了7Li+2-23Σg,KH-X1Σ+,NaLi-X1Σ+和NaLi-A1Σ+电子态的解析势能表达形式,并与其他方法的研究结果进行了比较,获得了能正确描述这些电子态在渐近区和离解区的精确解析表达结果.     

钠分子B 1Πu与2 1Σ+g间的碰撞激发转移

用HeCd激光器的4416nm线激发Na2分子到B1Πu电子态,记录了Na原子的跃迁和Na2分子的A1Σ+u-Χ1Σ+g的谱带。由Na与Na2激发态发射的光谱及其强度可以认定在NaNa2系统中的碰撞过程,Na原子线是Na2(B1Πu)到Na(3P)的碰撞能量转移产生的,预解离过程也可产生原子线。而A1Σ+u-Χ1Σ+g谱带是由B1Πu到21Σ+g的碰撞转移后再由21Σ+g到A1Σ+u的辐射而引起的。在360℃,根据辐射衰变率和荧光强度,得到Na2(B1Πu)到Na2(21Σ+g)碰撞转移率系数为57×10-10cm3·s-1,而B1Πu的预解离率为27×106s-1。     

碰撞诱导钠分子A1Σ+u→X1Σ+g的荧光光谱

用532.0 nm激光激发Na2分子到B1Πu电子态,记录了Na(3P)原子的跃迁和Na2分子的A1Σ+u-Χ1Σ+g的谱带.由Na与Na2激发态发射的光谱及其强度可以认定在Na-Na2系统中的碰撞过程,Na(3P)原子线是Na2(B1Πu)到Na(3P)的碰撞能量转移产生的,预解离过程也可产生原子线.而A1Σ+u-Χ1Σ+g谱带是由B1Πu到21Σ+g的碰撞转移后再由21Σ+g到A1Σ+u的辐射而引起的.在360℃,根据辐射衰变率和荧光强度,得到Na2(B1Πu)到Na2(21Σ+g)碰撞转移率系数为7.1×10-10 cm3s-1,而B1Πu的预解离率为2.3×106 s-1.     

AlM(M=O,S,Se,Te,Po)势能函数和光谱研究

本文用B3LYP方法,相对论有效实势,其中铝原子用6-311 G(d,p)基组,其它用sddall基组分别对AlM(M=O,S,Se,Te,Po)分子进行了优化计算,得出了它们的平衡结构和双原子分子光谱常数.计算结果表明:它们的基态结构分别为AlO(2Σ),AlS(2Σ),AlSe(2Σ),AlPo(2Σ),其中AlO和AlS的计算数据与实验结果是一致的.氧簇元素原子与铝结合的中性双原子分子的平衡距离,随原子序数的增加而增长,离解能随原子序数的增加而减小,但它们都能形成稳定的双原子中性分子.它们的谐振频率随原子序数的增加而减小,它们的最低空轨道和最高占据轨道能量随原子序数的增加而略有增加,但变化不大.其能隙随原子序数的增加而略有增加.本文从理论上系统地研究了氧簇元素的原子(包括放射性较强,不太稳定的Po)与铝原子形成的中性双原子分子的光谱和分析势能函数.     

利用光学-光学双共振研究谱线的碰撞增宽

利用光学-光学双共振光谱技术研究了NaK分子21Σ＋→６1Σ＋跃迁线的碰撞增宽。一台单模半导体激光器实现11Σ＋(v″,J″)→21Σ＋(v′,J′)的跃迁,另一单模半导体激光器激发21Σ＋(v′,J′)能级到６1Σ＋的振转能级,二激光束反向平行通过样品池。谱线总线宽与K原子密度成线性关系,由其斜率得到增宽速率系数k_br＝(1.4±0.7)×10-8 cm3·s-1。同时研究了21Σ＋(v＝8,J＝12)→21Σ＋(v＝8,J＝13,14)转动能级间的碰撞激发转移,测量谱线的相对强度,由速率方程得到碰撞转移速率分别为6.1×106和5.2×106 s-1。     

S_2(B~3Σ_u~-→X~3Σ_g~-(ν′≥18,0))弥散谱带的自旋-轨道从头计算

采用从头计算方法从理论上解释了实验中双原子分子S_2(B~3Σ_u~-→X~3Σ_g~-吸收谱中谱带(18,0)开始出现的弥散现象.计算了包含自旋-轨道耦合(SOC)的B3Σu-和排斥的15Πu,23Σu 态的电子势能曲线.对于(18,0)谱带开始弥散,给出了与其他文献不同的物理解释.计算结果表明B3Σu-与15Πu,23Σu 态的SOC作用导致预解离对谱带的弥散起着决定作用,并与实验结果作了比较,符合很好.     

Von±(n=0,1,2)的势能函数与光谱常数研究

用密度泛函B3LYP/6-311++G(d,p)方法和相对论有效实势(Lanl2dz基组)对Von±(n=0,1,2)分子离子的势能函数及光谱常数进行了分析.结果表明它们都能稳定存在,其基态电子状态分别是:4Σ(VO2-),3Σ(VO-),4Σ(VO),3Σ(VO+)和2Σ(VO2+).其中VO2-和VO2+的势能函数曲线呈"火山口"型, 属于亚稳态分子离子.用七参数Murell-Sorbie势拟合VO2-和VO2+分子亚稳态双原子分子离子势能函数,发现其拟合曲线与势能函数曲线符合得很好.同时,讨论了电荷对势能函数和能级的影响.     

普适性双原子分子解析势能函数的研究

提出了一种构造解析势能函数的新方法,由此得到了一种既适用于中性双原子分子又适用于带电双原子分子离子的解析势能函数。本文用八种基本类型的双原子分子——同核中性基态双原子分子Na₂-X1Σ+_g,同核中性激发态双原子分子C₂-A1Π_u,同核带电基态双原子分子离子He+₂-X2Σ+_u,同核带电激发态双原子分子离子N+₂-B2Σ+_u,异核中性基态双原子分子NaLi-X1Σ+_g,异核中性激发态双原子分子BH-B1Σ+,异核带电基态双原子分子离子(BC)--X3Π,异核带电激发态双原子分子离子(CS)+-A2Π等共21个算例对势能函数进行了验证并与RKR (Rydberg-Klein-Rees)实验数据进行了比较,计算结果与RKR数据符合很好。     

N2^＋分子离子的B^2Σu^＋、A^2Ⅱu和X^Σg^＋电子态光谱研究

采用光外差-磁旋转-速度调制吸收光谱技术，在可见光波段范围16800-17573cm^-1，对N2^+的A^2Ⅱu-X^2Σg^+（12，6）、（11，5）、（7，2）带和B^2Σu^+-x^2Σg^+(1,5)带进行了测量和分析，推导了双原子分子振动转能级在受到微扰作用时的有效哈密顿量形式，并分析了N^2+的A^Ⅱu-B^2Σu^+之间存在的微扰相互作用，通过与实验数据的拟合得到了精确的电子态微扰常数ξe、η。     

用代数能量方法研究氢化物双原子分子的完全振动能谱和离解能

本文用研究双原子分子振动能谱的新方法-代数方法(AM),研究了KH-X1Σ+,RbH-X1Σ+,DF-X1Σ+和DCl-X1Σ+等四个氢化物双原子分子的电子基态的振动光谱常数和振动能谱;用代数能量方法(AEM)研究了相应电子态的分子离解能.研究结果表明:使用实验获得的少数精确的振动能级[Eυ],由AM方法得到的振动能谱不仅能够重复这些电子态的已知实验能级,还能够得到用现代实验方法或精确的量子理论方法很难得到的所有高振动激发态的能级.由AEM方法能够得到比用文献发表的振动光谱常数计算获得的离解能值更准确的分子离解能.     

激光、激光技术 激光工作物质

TN244 2005031700 S2分子的激发态X3Σ_g~-→B3Σ_u~-吸收谱研究=Electronic excited states and X3Σ_g~-→B3Σ_u~-absorption spectra of S2 molecule[刊,中]／阎冰(吉林大学原子与分子物理所．吉 林,长春(130012)),潘守甫…∥光学精密工程．-2005, 13(1)．-5-9 应用量子化学从头算方法(完全活性空间多组态自洽 场方法和多参考二阶微扰方法)计算了S2分子的11个电 子态,并与其他文献结果作了比较,得到了与其他文献符 合较好的结果。讨论了不同方法对激发态计算的适用性     

用能量自洽法研究异核双原子分子的势能曲线

用研究双原子分子解析势能函数的新方法——ECM方法进一步研究了一些异核双原子分子的电子基态和激发态：CIF分子的A３Π1和B0＋(３Π)态，CH分子的X２Π态，BH分子的X1Σ＋态，XeO分子的d1Σ＋态，LaF分子的X1Σ＋态，Li7D分子的X1Σ＋态，NaRb分子的X1Σ＋态，KRb分子的(2)3Σ＋和21Π态等.获得的势能曲线表明，ECM势能很好地符合Rydberg-Klein-Rees(RKR)值，得到了比Morse势，huxley-Murrell-Sorbie(HMS)势更令人满意的结果.而且在分子渐近区和分子离解区域，ECM方法还能得到RKR可能缺乏的可靠物理数据. 关键词： 能量自洽 双原子分子 势能函数 电子态     

卤代甲烷核磁共振谱化学位移的QSSR研究

利用描述电子效应的诱导效应指数（ΣI）、原子的平衡电负性（X_E）和反映核外电子云变形程度的总电子数（Σ_e）、各取代基到中心原子的化学键键长总和（Σ_d）以及各取代基电负性的和差值（ΔX）等参数对45个卤代甲烷化合物中的碳原子结构进行表征,并与其¹³C NMR谱化学位移建立了优良的定量结构-波谱关系模型：δ_Ｃ＝ -7403.8022-47.1765ΣI＋4290.0270X_E－3.3067ΔX－163.4672Σd－4.5153Σe＋22.9851Σe／Σd＋15.2597Σe／X_E－890.2521Σd／X_E．所建多元线性回归方程复相关系数R²及留一法（leave-one-out,LOO）交互验证（cross validation, CV）的复相关系数R²_CV分别为0.09951和0.9950．结果表明所建模型不仅能比现有文献更好地揭示卤代甲烷¹³C NMR谱化学位移与其分子结构信息之间的关系,同时也提供一种计算卤代甲烷¹³C NMR谱化学位移的新方法．     

六参数高精度双原子分子解析势能函数

提出一种构造解析势能函数的新方法,得到一种六参数解析势能函数,该势能函数适用于多种基本类型的双原子分子.用同核中性基态双原子分子Li₂-X¹Σ_g⁺、Na₂-X¹Σ_g⁺,异核带电基态双原子分子离子(BC)^--X³∏,异核中性激发态双原子分子PbS-A¹Σ⁺、BaO-A¹Σ,异核带电激发态双原子分子离子(CS)⁺-A²∏,同核中性激发态双原子分子K₂-B¹∏_u,同核带电激发态双原子分子离子N₂⁺-B²Σ_u⁺等共36个算例对该势能函数进行验证,计算结果与RKR(Rydberg-Klein-Rees)数据或振动能谱实验数据高精度符合.同时发现,在分子振动能谱计算精度方面,该势能函数总体上优于Murrell-Sorbie势能函数.     

计算7Li2振动能级煌振动-转动能级的辛格式矩阵法

利用辛格式矩阵法计算了双原子分子⁷Li₂在A¹Σ_u⁺态的振动能级和振动-转动能级,并与Ley-Koo等的计算结果作了比较.结果显示,辛格式矩阵法是收敛的和可靠的,是计算双原子分子的振动能级和振动-转动能级的合理的数值方法.     

CN（B~2Σ~＋）激发态光谱的研究

研究亚稳态原子Ｈｅ（２３Ｓ）与ＣＨ３ＣＮ的能量转移反应，获得了ＣＮ（Ｂ２Σ＋－Ｘ２Σ＋）的近紫外辐射光谱。根据光谱强度，研究了ＣＮ（Ｂ２Σ＋）的形成速率和振动布居，并探讨了传能反应机理。     

用可变阶数的代数方法研究双原子体系的完全振动能谱和离解能

不同双原子分子电子态的势能(或振动能谱)的展开性质可能不同,文章将固定阶数的代数方法(AM)改进为可变阶数的代数方法,使得该方法可以研究各种不同性质(不同能量展开阶数)的双原子分子电子态,也可以解决光谱计算中可能出现的"蝴蝶效应"问题。利用阶数可变的AM方法研究了原来固定阶数的AM方法难以给出正确结果的N2-a′1Σu-,Li2+-2 2Σg+,4 He D+-X1Σ+和39 K85 Rb-(2)3Σ+等不同双核体系的完全振动能谱与离解能,不但得到了与实验数据精确相符的理论结果,还正确地预言了许多由于实验条件与技术原因而未能测得的物理数据。研究表明阶数可变的AM方法能够更广泛地用于研究各类双核电子态体系的完全振动能谱和体系离解能。     

用能量自洽法研究双原子分子离子XY+的五阶解析势能函数

将用于研究双原子分子离子XY⁺解析势能函数的能量自洽法(energy consistent method for ion XY⁺,ECMI)从三阶推广到五阶,并将双原子分子离子XY⁺的三阶解析势能函数ECMI(3)推广为五阶的解析势能函数ECMI(5),研究CO⁺的B²Σ⁺态和SO⁺的b⁴Σ^-态的解析势能函数.结果表明,CO⁺的B²Σ⁺态和SO⁺的b⁴Σ^-态的新解析势能函数ECMI(5)势与基于实验的RKR数据符合得很好,优于常用的中性双原子分子势能函数Morse势、HMS势和双原子分子离子XY⁺的ECMI(3)势在这两个离子状态下的表现.不仅如此,ECMI势给出了对原子分子碰撞等诸多研究非常重要的正确理解极限和全程势能数据.     

氢化物双原子分子势能曲线的能量自洽法研究

使用能量自洽法较系统地研究了部分氢化物及其同位素双原子分子的一些电子基态和激发态的势能：NaH，RbH分子的X1Σ+态，同位素分子HF和DF，H35Cl和D35Cl，6LiH，6LiD和7LiH的Ｘ１Σ+态，BH分子的a3Π,b3Σ-激发态，CH分子的A2Δ激发态和BeH分子的A2Π激发态.不仅得到了与基于实验的Rydberg-Klein-Rees势能或Inverted Perturbation Approach值或Configuration Interaction理论数据符合得很好的势能，而且获得了其他 关键词： 能量自洽 势能函数 氢化物     

基态SiCO体系的分析势能函数

在从头计算的基础上,对基态SiCO体系的全势能表面用多体项展式方法进行优化,确定了分析势能函数.该势能函数准确再现了基态SiCO(X3Σ-)和SiOC( X3Σ-)的线性结构和能量,正确反映了SiCO(X3Σ-)和SiOC(X3Σ- )异构体的离解通道.