用能量自洽法研究双原子分子离子XY+的势能函数

基于能量变分思想,建立了双原子分子离子XY+势能函数的新解析形式--ECMI势.该势函数中的离子库仑作用势包含了各级高阶修正,变分可调且收敛迅速.本文用这种新的解析势能函数和离子的能量自洽法(Energy-consistent-method for ion, ECMI)研究了双原子分子离子CO+基态X2Σ+态的势能函数.结果表明,新的解析势能函数ECMI势更加适合用来描述双原子分子离子XY+的全程势能行为.     

双原子分子离子SiC~-激发态A~2∏的势能函数的变分研究

根据能量变分的思想,将双原子分子离子XY 的新解析势能函数ECMI势和关于离子XY 的能量自洽法(Energy-consistent-method for ion,ECMI)推广到双原子分子离子XY-的势能函数研究之中,具体研究了双原子分子离子SiC-激发态A2∏的势能函数,并与将中性双原子分子的势能函数如Morse势和Huxley-Murrrell-Sorbie(HMS)势直接用于双原子分子离子XY-的结果和ab initio计算结果进行了比较.结果表明,ECMI势和ECMI方法对双原子分子离子XY-的势能函数研究同样是成功的,在重要的渐近区和离解区优于中性势能函数,与精确的ab initio结果一致.     

双原子分子离子SiC-激发态A2Ⅱ的势能函数的变分研究

根据能量变分的思想,将双原子分子离子XY 的新解析势能函数ECMI势和关于离子XY 的能量自洽法(Energy-consistent-method for ion, ECMI)推广到双原子分子离子XY-的势能函数研究之中,具体研究了双原子分子离子SiC-激发态A2∏的势能函数,并与将中性双原子分子的势能函数如Morse势和Huxley-Murrrell-Sorbie (HMS)势直接用于双原子分子离子XY-的结果和ab initio计算结果进行了比较.结果表明,ECMI势和ECMI方法对双原子分子离子XY-的势能函数研究同样是成功的,在重要的渐近区和离解区优于中性势能函数,与精确的ab initio结果一致.     

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.     

用双原子分子离子XY+的能量自洽法研究卤化氢离子HX+(X=F,Cl,Br,I)基态的势能函数

利用研究双原子分子离子XY 解析势能函数的能量自洽法(ECMI)研究了四个卤化氢离子HX (X=F,Cl,Br,I)基态X2∏的势能函数.得到的势能函数表明,ECMI势能很好与Rydberg-Klein-Rees(RKR)数据相符合,而且在离子的渐进区和离解区域,ECMI势比常用的中性分子的势能函数的Morse势和Huxley-Murrell-Sorbie(HMS)等的结果更可靠,并能得到RKR方法在渐进区和离解区可能缺乏的势能数据,并且表明将能量自洽法从中性分子XY推广到一价双原子分子离子XY 是可行的.     

AlH+离子A2∏态势能函数的变分研究简

采用双原子分子离子XY+的能量自洽法(Energy-consistent-method for ion XY+,ECMI)研究了氢化铝离子AlH+激发态A2∏的解析势能函数,并与采用中性双原子分子势能函数Morse势和HuxleyMurrell-Sorbie(HMS)势分析该离子该电子态的势能行为的结果、基于实验的Rydberg-Klein-Ress(RKR)数据和MCSCF方法的理论研究结果进行了比较.结果表明,由ECMI方法得到的解析势能函数ECMI势明显优于Morse势和HMS势的表现及MCSCF方法的结果,与RKR数据符合得很好,并能得到RKR数据缺乏的离解区和渐近区数据以及正确的离解极限,而正确的全程势能数据对研究各种散射问题都是非常必要的.     

氢化氙离子XeH+基态X1S+解析势能函数的变分研究

采用双原子分子离子XY+的能量自洽法(Energy-consistent -method for ion XY+, ECMI)研究了氢化氙离子XeH+基态X1S+的解析势能函数,并与解析形式的Morse势和Huxley- Murrell-Sorbie（HMS）势、耦合电子对方法(coupled electron pair approximation method, CEPA)的结果和基于实验的Rydberg-Klein-Ress（RKR）数据进行了比较。结果表明,由ECMI方法得到的解析势能函数ECMI势明显优于Morse势和HMS势,与理论方法的结果和RKR数据符合得很好,并能得到CEPA和RKR非法缺乏的离解区和渐近区的势能数据以及正确的离解极限,而正确的全程势能数据对研究各种散射问题都是非常必要的。     

氢化氙离子XeH+基态X1S+解析势能函数的变分研究

采用双原子分子离子XY+的能量自洽法(Energy-consistent -method for ion XY+, ECMI)研究了氢化氙离子XeH+基态X1S+的解析势能函数,并与解析形式的Morse势和Huxley- Murrell-Sorbie（HMS）势、耦合电子对方法(coupled electron pair approximation method, CEPA)的结果和基于实验的Rydberg-Klein-Ress（RKR）数据进行了比较。结果表明,由ECMI方法得到的解析势能函数ECMI势明显优于Morse势和HMS势,与理论方法的结果和RKR数据符合得很好,并能得到CEPA和RKR非法缺乏的离解区和渐近区的势能数据以及正确的离解极限,而正确的全程势能数据对研究各种散射问题都是非常必要的。     

氢化氙离子XeH~+基态X~1∑~+解析势能函数的变分研究

采用双原子分子离子XY~+的能量自洽法(Energy-consistent-method for ion XY~+,ECMI)研究了氢化氙离子XeH~+基态X~1∑~+的解析势能函数,并与解析形式的Morse势和Huxley-Murrell-Sorbie(HMS)势、耦合电子对方法(coupled electron pair approximation method,CEPA)的结果和基于实验的Rydberg-Klein-Ress(RKR)数据进行了比较.结果表明,由ECMI方法得到的解析势能函数ECMI势明显优于Morse势和HMS势,与理论方法的结果和RKR数据符合得很好,并能得到CEPA和RKR方法缺乏的离解区和渐近区的势能数据以及正确的离解极限,而正确的全程势能数据对研究各种散射问题都是非常必要的.     

同核双原子分子离子的势能研究

使用作者最近建立的研究双原子分子离子精确势能的离子能量自洽法(ECMI),对碱金属、氟、氧的同核双原子分子离子的以下电子态进行了研究:Na2 的X2∑g 态,Li2 的X2∏u态,F2 的A2Пu态,F2 的X2∏g,和O2 的A2∏u态.将获得的ECMI势能曲线与用其他理论方法得到的势能曲线进行的比较表明,ECMI得到了这些态的最好势能,而且ECMI势不仅能获得平衡核间距附近的精确势能,还能得到其他方法往往难以得到的双原子分子离子渐进区和离解区的正确势能.     

ZnH~(n±)(n=0,1,2)双原子分子离子光谱与分析势能函数研究

用密度泛函B3LYP/6-311++g(d,p)方法对ZnH~(n+)(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0价和±1价分子离子都能稳定存在而±2价离子有亚稳定态存在,其基态电子态分别为~2∑(ZnH),~1∑(ZnH~+),~1∑(ZnH~-),~2∑(ZnH~(2+)),~2∑(ZnH~(2-)),其中±2价离子的势能函数曲线明显呈"火山口"型,属于亚稳态分子离子,用八参数Murrell-Sorbie势拟合±2价亚稳态双原子分子离子势能函数得到的拟合曲线与势能扫描点符合得非常好,而四参数Murrell-Sorbie势对±2价离子的拟合与势能扫描点有较大的差距.     

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.     

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。     

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.     

尾流效应对快速双原子分子离子在固体中电荷态及分子轴取向的影响

研究了快速双原子分子离子在固体中穿行时,尾流效应对各离子电荷态以及库仑爆炸过程的影响.借助于线性介电响应理论和局域介电函数,离子之间的动力学相互作用势可以表示成对称的屏蔽库仑势和非对称的尾势.通过对分子离子上所有束缚电子的总能量进行变分和求解单个离子的运动方程,自洽地确定出分子离子中每个离子的电荷态.数值结果表明,由于尾流效应的影响,在初始穿行阶段,分子离子中导航离子的电荷数随穿行深度的增加而单调递增,而尾随离子的电荷数则随穿行深度的增加而振荡.但当穿行深度很大时,两个离子的电荷数都趋于具有相同速度的孤立离子的电荷数.此外,还发现分子轴的取向朝入射速度方向偏转.     

尾流效应对快速双原子分子离子在固体中电荷态及分子轴取向的影响

研究了快速双原子分子离子在固体中穿行时,尾流效应对各离子电荷态以及库仑爆炸过程的影响.借助于线性介电响应理论和局域介电函数,离子之间的动力学相互作用势可以表示成对称的屏蔽库仑势和非对称的尾势.通过对分子离子上所有束缚电子的总能量进行变分和求解单个离子的运动方程,自洽地确定出分子离子中每个离子的电荷态.数值结果表明,由于尾流效应的影响,在初始穿行阶段,分子离子中导航离子的电荷数随穿行深度的增加而单调递增,而尾随离子的电荷数则随穿行深度的增加而振荡.但当穿行深度很大时,两个离子的电荷数都趋于具有相同速度的孤立离子的电荷数.此外,还发现分子轴的取向朝入射速度方向偏转     

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VO^n±(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(VO^2-), ³Σ(VO^-), ⁴Σ(VO), ³Σ(VO⁺)和²Σ(VO²⁺). 其中VO^2-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VO^2-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. 关键词： 分子离子 密度泛函理论 势能函数 能级     

原子—分子离子反应N‘＋NH^＋（0,0）→N＋N’H＋（v‘,j’）的研究

由多体项展式法导出（ＮＮＨ）＾＋分子离子绵势能函数，用准经典轨线法研究了原子－分子离子反应Ｎ′＋ＮＨ＾＋（０，０）→Ｎ＋Ｎ′Ｈ＾＋（ｖ′，ｊ′）。结果表明，该反应为热中性有阈能的直接交换反应，阈能约为４８ｋｃａｌ／ｍｏｌ。依据对势能面的分析合理地解析了反应机理。     

NO+离子系统热力学性质的理论研究

基于课题组前期获得的研究双原子分子某电子态完全势能函数改进后的Hulburt-Hirschfelder (improved Hulburt-Hirschfelder,IHH)势能模型,结合实验测量得到的光谱常数和Rydberg-Klein-Rees (RKR)光谱数据,对NO⁺离子基态包含离解区在内的全程势能曲线进行研究.利用获得的完全势能曲线数值求解一维薛定谔方程,得到了体系包含高激发态在内的振转能级,并以此为基础计算获得体系总的内部配分函数,最后借助量子统计系综理论计算NO⁺离子系统在100—6000 K温度内的摩尔热容、摩尔熵、摩尔焓和约化摩尔吉布斯自由能.对NO⁺离子系统的研究结果表明,IHH势模型同样也适用于离子系统,计算的势能曲线与实验数据吻合良好,其精度优于HH势和MRCI/aug-cc-pV6Z势,且预测的热力学性质较HH势模型更接近实验值.本文提出的研究方法为通过双原子离子微观信息获取系统宏观热力学性质提供了一条新的有效途径.     

Cu2团簇分子的垂直电离势和电子亲合能的理论计算

利用含有电子相关效应校正的密度泛函理论DFT中的 B3LYP 方法,选择LANL2DZ双ζ基组,对Cu2分子及其分子离子的势能函数进行理论研究.计算得到Cu2,Cu+2,Cu2+2,Cu-2和Cu2-2基电子状态分别是1Σg+,2Σg, 1Σu, 2Σu和1Σg,导出了相应的分子及分子离子的解析势能函数,并计算出Cu2分子的垂直电离势和电子亲合能.计算结果与实验值吻合得较好.