三原子分子振转激发态成簇现象理论研究

在只考虑弯曲振动与总角动量的耦合,而冻结伸缩振动的模型下,采用Jacobi多项式作为弯曲振动的基函数,用严格的变分法研究了H~2O分子的振转激发态的成簇现象。本文计算了H~2O分子的振转能级和函数,研究了振动激发态下转动高激发态中出现的成簇态。     

求解弱相互作用分子A-BC的振转能级和波函数的SCF-CI方法

给出了一种计A－BC型弱相互作用分子体系的分子间振转激发态的自洽场-组态相互作用(SCF－CI)方法. 首先使用SCF方法代化径向伸缩振动和弯曲振动的基函数,再用CI方法确定精确的振转激发态能级. 在求解-维的伸缩振动SCF方程时,采用Numerov－Johnson算法在给定区间上求解获得振动波函数的数值解. 具体计算了Ar－HCI和Ar－N₂体系的振转激发态的能级以验证该方法. 结果表明,本方法可用较少的组态就能获得可与其它大计算量的方法具有相比拟的精度的结果.     

双原子分子振转激发态

发展了一种较简便的方法来计算双原子分子的振转激发态。原则上,该方法可以给出同数值积分方法一样精确的结果。作为例子, 给出了H_2的162个振转激发态的准确能级和波函数。     

三原子分子振转激发态的理论研究

三原子分子振转激发态的理论研究谢代前,鄢国森,田安民（四川大学化学系,成都,６１００６４）关键词振转激发态,三原子分子,变分法能级较高的振转激发态通常包含大振幅运动,其波函数分布于很广的势能面区域内,传统的正则模理论已不适合于解决这类问题．近年来,Ｈ...     

变分过渡态理论对H＋H2及其同位素选态反应的研究

将选态速度常数的计算推广到任意指定反应物、过渡态的振动激发态.用此法计算了H+H_2(v)及其同位素经不同振动激发过渡态时的速度常数,发现弯曲振动模激发所得结果与实验值更符合,并且在给定能量下,过渡态的弯曲振动模激发比其对称伸缩模激发更有利于反应进行.     

态-态热力学函数及其应用 I: 双分子交换反应

本文把Levine的态-态热力学函数由振动-振动态推广到振转-振转态, 对A+BC(v, j)→AB(v', j')+C双分子交换反应给出了Gibbs自由能△G^o(v, j→v',j', T)和化学平均常数K(v, j→v', j', T)在谐振子-截锥转子模型下的详细计算公式, 对H+O2(v, j)→HO(v', j')+O作了数值计算, 结果与由实验归纳出的定性规律相符合。利用本文给出的公式不仅可以对化学反应过程描述得更加细致和深刻, 而且可以方便地讨论分子的振动-转动态耦合对化学反应性的影响。     

态-态热力学函数及其应用 I: 双分子交换反应

本文把Levine的态-态热力学函数由振动-振动态推广到振转-振转态, 对A+BC(v, j)→AB(v', j')+C双分子交换反应给出了Gibbs自由能△G^o(v, j→v',j', T)和化学平均常数K(v, j→v', j', T)在谐振子-截锥转子模型下的详细计算公式, 对H+O2(v, j)→HO(v', j')+O作了数值计算, 结果与由实验归纳出的定性规律相符合。利用本文给出的公式不仅可以对化学反应过程描述得更加细致和深刻, 而且可以方便地讨论分子的振动-转动态耦合对化学反应性的影响。     

部分卤素双原子分子激发态的势函数

用作者建立的研究双原子分子精确振动势能函数的能量自洽法(energy consistent method, ECM), 对四个双原子分子电子态——溴分子的两个激发态β1g(3P2)态和A’(2μ3Π)态, 碘分子的激发态1μ(1D)和氯分子的激发态A’(2μ3Π)态的势能函数进行了研究. 结果表明ECM势可很好地与Rydberg-Klein-Rees（RKR）数据相符合, 得到了比常用的Morse势和 Huxley-Murrell-Sorbie (HMS)势更加令人满意的结果. 表明ECM势的确能更好地描述双原子分子电子态振动离解全过程的物理行为, ECM是一种简便易行的研究振动势能函数的成功方法.     

密度泛函理论研究银上吸附对巯基吡啶的SERS化学增强效应

基于密度泛函理论计算和拉曼光谱理论分析,我们研究了对巯基吡啶(4MPY)分子的拉曼光谱和其在银上的表面增强拉曼光谱(SERS),并进一步探讨了SERS与界面吸附结构、异构化、质子化和氢键作用以及低能激发态的关系。首先,我们对两种分子异构体的相对稳定性和拉曼光谱进行了理论分析。在此基础上,进而研究了该分子与不同银簇作用时的拉曼光谱,结果表明,4MPY以巯基硫与银簇作用形成强的Ag―S键,导致拉曼光谱的线型不依赖于所选银簇的大小。接着我们考虑了吡啶氮端作用的两种情况。(1)当4MPY-银簇复合物同时以吡啶氮与水簇或水合质子簇形成氢键时,结果表明吡啶环的部分振动频率随氢键和质子化发生蓝移。(2)当考虑吡啶氮与银簇作用时,吡啶环三角畸变振动发生蓝移。上述情况不仅解释了实验观测的振动频率变化,而且表明了化学环境改变对相对拉曼强度的影响。最后,我们计算了当对巯基吡啶分子以单端或双端与银簇作用,在考虑激发光与低能激发态的能量匹配时,拉曼光谱强度与低能激发态的关系。计算结果表明,在双端吸附构型下,与吡啶氮成键的银簇受激发产生电荷转移态,不仅导致吡啶环v_(12)、v_1和v_(8a)振动的拉曼信号增强,而且选择性地增强吡啶环C―H面内对称弯曲振动v9a的拉曼信号。     

O3势能面和振动激发态的理论研究

由于O3在大气化学中的重要作用，近年来针对它的实验和理论研究皆较活跃．尽管对O3的高振动激发态已进行过广泛的研究［“］，得到过多种由实验光谱定出的势能面［‘，’］或由从头算得到的势能函数【‘］，但由于近年来又增加了一些新的高精度的振转光谱实验数据k，’」，而以     

O(3P)原子与CS2反应可见化学发光研究

在交叉分子束装置上研究了基态氧原子O(3P)与二硫化碳反应的可见光区(380～500 nm)化学发光，得到的光谱标识为SO2分子 3B1→ 1A1自旋禁阻跃迁发射谱，实验中得到的上态主要是振动基态和弯曲模ν2激发的振动激发态，通过对不同压力情况下光谱的分析和反应通道的讨论，确认 3B1态的SO2来自于反应的多级过程.     

p-π共轭分子的氨基面外弯曲振动模的拉曼光谱

拉曼光谱是一种用途广泛的无损分子检测技术,其能够提供化学物质的分子结构指纹信息.一种面外弯曲振动模被称作wagging振动,它的信号尤为特殊,其频率和强度都非常依赖于检测环境.以乙烯胺和苯胺为例,采用密度泛函理论计算研究了p-π共轭分子分别与水簇和银簇作用的平衡结构、成键作用和拉曼光谱.结果表明,弱相互作用,如分子与金属表面的弱吸附作用以及分子与水之间的氢键作用,均使氨基面外弯曲振动模(ωNH2)的拉曼信号发生显著的变化.考虑溶剂化效应后,氢键作用减弱,计算拉曼光谱趋于一致.通过进一步对电子结构的分析,解释了面外弯曲振动信号显著增强的原因,揭示了面外弯曲振动模与分子p-π共轭作用之间的关系.     

单次碰撞反应的Ba+o,m,p-C_6H_4Cl_2的实验研究及统计理论解释

本文利用激光诱导荧光(LIF)和分子束技术,在单次碰撞条件下,研究了反应Ba+o,m,p-C_6H_4Cl_2.实验得到了反应产物BaCl的LIF光谱和这些反应的相对反应截面。对LIF光谱进行计算机模拟,得到了产物BaCl的振动布居。文中利用“入口”和“出口”过渡态“松”和“紧”的概念,并假设“出口”过渡态的弯曲振动转化为产物转动后,剩余能量全部转化为产物BaCl的振动能,对反应Ba+o,m,p-C_6H_4Cl_2进行了解释。     

He-N20偶极矩面及振转跃迁强度的理论研究

用超分子MP4方法和大基组(aug-cc-pVTZ)及键函数得到He-N2O体系的分子间从头算势能面及偶极矩面．用离散变量表象方法计算了^4He-N2O及^3He-N2O体系的振转能级，并进一步计算得到其振转跃迁强度，计算结果很好地解释了实验现象。     

Xe-N2O复合物的分子间势能面和振转光谱的理论研究

采用CCSD(T)方法研究了范德华分子体系Xe—N2O复合物的势能面和振转光谱性质,研究表明,该势能面有两个极小点,分别对应T构型和线性Xe—ONN构型,采用离散变量表象和Lanczos算法计算了体系的振转能级,计算结果表明,CCSD(T)势能面支持97个振动束缚态,并对能级进行了指认,计算得到的Xe—N2O转动跃迁频率与实验值吻合得很好。     

N_2O分子C~1Π态的吸收光谱及解离动力学

通过四波混频差频的方法产生高分辨的真空紫外激光,用以测量143.6至146.9 nm范围内的射流冷却N2O分子吸收光谱,对应于C1Π←X1Σ+的吸收跃迁.谱图显示出三个分立的振动谱峰叠加在宽吸收背景上,谱峰间隔分别是521和482 cm-1.前人的高精度量子化学计算表明C1Π态在N—O键长方向表现为无势垒的排斥态,而在N—N键伸缩及N2O弯曲振动方向则表现为束缚态,因此观测到的振动谱峰被归属为激发态的Feshbach共振.通过反Fourier变换可以得到Feshbach共振对应的非稳定周期轨道的特征周期为61 fs,相应的振动频率为546 cm-1.鉴于这一频率与弯曲振动频率非常接近,非稳定周期轨道被认为是由C1Π态的弯曲振动与解离运动相互作用而形成的,N—N伸缩振动没有参与形成非稳定周期轨道.由此,N2O分子C1Π态光激发-解离过程得以清晰地阐述.     

臭氧分子在激光场中的多光子激发

采用二次量子化方法和酉变换讨论了O3分子在激光场中的多光子激发.推导出了O3分子的振动Hamiltonian 算子、从基态到各激发态的跃迁几率公式,以及O3分子从激光场中吸收的光子数公式,并分析了计算结果.这包括对O3分子伸缩振动能谱的计算及与实验结果的比较,跃迁几率随外场频率的变化、随时间的变化,以及O3分子在辐射场中的能量吸收情况(取光场强度为5×10-2 W/cm2).建立讨论所有具有C2v对称分子从基态到第四激发态以下各态多光子激发问题的模型.     

N_2O分子C~1Ⅱ态的吸收光谱及解离动力学

通过四波混频差频的方法产生高分辨的真空紫外激光,用以测量143.6至146.9 nm范围内的射流冷却N_2O分子吸收光谱,对应于C~1Ⅱ←Ⅹ~1∑~+的吸收跃迁.谱图显示出三个分立的振动谱峰叠加在宽吸收背景上,谱峰间隔分别是521和482 cm~(-1).前人的高精度量子化学计算表明C~1Ⅱ态在N-O键长方向表现为无势垒的排斥态.而在N-N键伸缩及N_2O弯曲振动方向则表现为束缚态,因此观测到的振动谱峰被归属为激发态的Feshbach共振.通过反Fourier变换可以得到Feshbach共振对应的非稳定周期轨道的特征周期为61 fs,相应的振动频率为546 cm~(-1).鉴于这一频率与弯曲振动频率非常接近,非稳定周期轨道被认为是由C~1Ⅱ态的弯曲振动与解离运动相互作用而形成的,N-N伸缩振动没有参与形成非稳定周期轨道.由此,N_2O分子C~1Ⅱ态光激发-解离过程得以清晰地阐述.     

CO2势能面和振动激发态的理论研究

采用振动自洽场-组态相互作用(SCF-CI)方法通过实验振动光谱优化了CO₂分子的势能函数,由该势能函数计算得到的纯振动光谱数据与实验值相比,所有能级的误差均在4cm^-1以内,均方根偏差为1.50cm^-1,所预测的Π态振转光谱也与实验值很接近.     

[PMo_(12)O_(40)]~(3-)模板导向合成含螺旋链的新颖二维层状Dy(Ⅲ)化合物

在水热条件下,以[PMo_(12)O_(40)]~(3-)为模板,合成了一个例新型二维层状化合物[Dy(BMBCP)(H_2O)_4]·[PMo(12)O_(40)]·2.75H_2O[HNU-7,H_2BMBCP·Cl_2=1,4-双(4-羧酸吡啶基-1-亚甲基)苯二氯],并通过X射线单晶结构解析、红外光谱(IR)、电感耦合等离子体光谱(ICP)、X射线粉末衍射(XRD)和荧光光谱对该化合物结构进行表征.由于客体分子[PMo_(12)O_(40)]~(3-)与配体BMBCP中的N+之间存在静电吸引力,导致了-Dy2簇-BMBCP-Dy2簇-交替排列的螺旋链的形成.左手螺旋链和右手螺旋链通过共同的Dy2簇进一步构筑成层状的4,4-网格结构.