单分子磁体中交换常数计算的新方法

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,在现有的单分子磁体交换耦合常数计算方法的基础上提出了一种新的计算方法.采用新方法计算两个原子之间的交换耦合常数时,首先分别设置这两个原子的自旋取向,然后再同时设置两个原子的自旋取向,计算出总能即可,而不用选取不同的自旋组态并求解线性方程组.方法特别适合含有数目很大的磁性原子的单分子磁体交换耦合常数的计算.采用新方法计算了Fe7和Fe20配合物分子的交换耦合常数.结果表明,Fe7和Fe20分子中的交换常数都为负,即反铁磁耦合时能量更低,这与类似分子的相关研究相一致.     

单分子磁体中交换常数计算的新方法

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,在现有的单分子磁体交换耦合常数计算方法的基础上提出了一种新的计算方法.采用新方法计算两个原子之间的交换耦合常数时,首先分别设置这两个原子的自旋取向,然后再同时设置两个原子的自旋取向,计算出总能即可,而不用选取不同的自旋组态并求解线性方程组.方法特别适合含有数目很大的磁性原子的单分子磁体交换耦合常数的计算.采用新方法计算了Fe7和Fe20配合物分子的交换耦合常数.结果表明,Fe7和Fe20分子中的交换常数都为负,即反铁磁耦合时能量更低,这与类似分子的相关研究相一致.     

Ar-D2O复合物在D2O弯曲振动模附近的新振转子带

稀有气体原子和水分子组成的范德瓦耳斯复合物是研究水和其他原子分子之间相互作用的典型模型.本文利用中红外连续外腔量子级联激光器结合脉冲超声分子束吸收光谱技术,在D₂O弯曲振动带(v₂=1←0)附近测量了Ar-D₂O复合物4个新的振动转动子带.基于赝双原子分子有效哈密顿量,本文对测量到的振动转动谱线和前人报道的下能级所涉及的纯转动谱线进行了最小二乘法全局拟合,得到了包括振动子能级能量、转动常数和离心畸变常数等在内的精确的基态和激发态分子参数.Ar-D₂O的D₂O弯曲振动激发的振动带头被精确确定为1177.92144 (32) cm^-1,该值比D₂O单体的带头红移了约0.458 cm^-1.将从实验得到的振动子能级能量与基于四维势能面的理论计算结果进行了比较,检验了理论计算方法的精度.     

ZrF分子基态(X~2Δ)的光谱研究

现有Zr F分子的理论值与实验值偏差较大,且有一些光谱参数暂时还没有实验结果.本文基于群论及原子分子反应静力学推导出了Zr F分子的基态电子状态(X2Δ)和合理的离解极限.采用密度泛函理论(B3LYP,B3P86)和二阶微扰理论(MP2)方法,对Zr和F原子分别选择不同的基组进行结构优化和频率计算,根据计算结果及现有实验数据,分析得出在MP2方法下,对Zr使用Lan L2DZ基组,对F使用AUG-cc-PVTZ基组计算得出的结构与实验值较为符合.然后根据优化后的方法及基组扫描了基态Zr F分子的单点能,得到的基态Zr F分子的势能曲线数值,通过Level 8.0软件拟合了势能曲线并得出了一些光谱常数.最后,由拟合得到的光谱常数(De,ωe,ωeχe,Te,Be)与实验值和其他理论值进行了比较.本文的计算结果(Re=0.1859nm,De=7.1046e V,ωe=701.25cm-1,ωeχe=2.6398cm-1,Te=-9.3473cm-1,Be=0.3104cm-1)更接近于实验值.     

C-F键核自旋偶合常数的理论研究

利用密度泛函中B3LYP方法,选择6-31G**3基组, 研究了四组分别为10、20、30、40个分子的C-F键的核自旋偶合常数,由此拟合出4个计算核自旋偶合常数的公式,并用4种化合物分别进行检验,理论计算值较好地与文献值相符合.     

基于平均质量的悬浮颗粒物的质量密度算法

基于米氏(Mie)散射理论得到了粒子计数器测量球形颗粒物质量密度的计算公式。考虑非球形颗粒,从颗粒群粒度分布概念出发,提出了统计意义上的平均质量概念,推导了非球形颗粒物质量密度的理论公式。运用理论公式证明了粒子计数器测量非球形颗粒物质量密度计算公式的合理性,进而给出了基于平均质量的悬浮颗粒物的质量密度算法,该算法只需对两个系数进行标定。实验表明,该算法的质量密度计算值与实际值十分吻合,两者拟合直线的斜率为0.9713,相关系数为0.9998。该算法为实现粒子计数器在线测量悬浮颗粒物的质量密度提供了一种可行途径。     

TiN分子基态(X2Σ)结构和势能函数

应用群论及原子分子反应静力学方法推导了TiN分子基态(X²Σ)的离解极限. 采用不同的密度泛函方法,包括BP86, B3P86, B3LYP, B3PW91, 分别选用不同的基组对TiN分子基态进行结构优化计算.通过比较得出使用BP86方法, 对N原子使用D95V++(d,P)基组和Ti原子使用6-311++G^**基组时,计算得到的平衡几何结构、分子离解能和谐振频率与实验值符合得最好. 并采用最小二乘法拟合改进的Murrell-Sorbie函数得到了相应电子态的完整势能函数. 计算得到的光谱常数与实验光谱数据符合得很好. 关键词： BP86 TiN分子基态 势能函数 光谱常数     

TiN分子基态(X~2∑)结构和势能函数

应用群论及原子分子反应静力学方法推导了TiN分子基态(x~2∑)的离解极限.采用不同的密度泛函方法,包括BP86,B3P86,B3Lyp,B3PW91,分别选用不同的基组对TiN分子基态进行结构优化计算.通过比较得出使用BP86方法,对N原子使用D95V++(d,P)基组和Ti原子使用6-311++G~()基组时,计算得到的平衡几何结构、分子离解能和谐振频率与实验值符合得最好.并采用最小二乘法拟合改进的Murrell-Sorbie函数得到了相应电子态的完整势能函数.计算得到的光谱常数与实验光谱数据符合得很好.     

双原子分子电子能量损失谱的解谱方法

介绍一种双原子分子电子能量损失谱的解谱方法,在利用已知的双原子分子光谱信息及理论计算的Franck-Condon(FC)因子的基础上,通过二次函数调整整个电子态振动强度的轮廓,减少拟合过程中的待定参数个数,降低对FC因子精确性的要求,提高拟合的精度和可信度.用Mathematica语言编写基于以上方法的数据处理程序,改进算法,提高了软件的运行效率.利用该软件处理氢分子的电子能量损失谱,得到氢分子不同电子态的振动跃迁的截面信息,所得结果与以前的实验结果符合很好.     

基于多参考组态方法研究MgI分子激发态的光谱

利用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用（ic-MRCI+Q）方法,结合相关一致全电子基aug-cc-pwCV5Z+DK作为Mg原子和相对论有效芯赝势基（aug-cc-pV5Z-PP）为I原子的计算基组,优化计算MgI分子5个低激发束缚电子态的势能曲线和偶极矩,计算中同时引入核价电子相关和相对论效应修正势能曲线.利用LEVEL8.0程序拟合修正的势能曲线,得到光谱常数、振动能级和分子常数等光谱性质,结果与近来的部分理论计算或实验值吻合得较好,提供了更多激发态的光谱性质.为进一步研究MgI分子高激发态的光谱和跃迁特性提供理论支持.     

直接键连原子间的NMR偶合常数的自然杂化轨道研究V.13C-13C和13C-31P核自旋偶合常数1JCC和1JCP

在前文工作的基础上,结合MNDO/EHMO分子轨道方法和自然杂化轨道方法,具体计算了C-C键和C-P键的核自旋偶合常数.计算结果表明,¹J_CC和¹J_CP主要由成键原子的轨道杂化作用和键极性这两种结构因素所决定.为从简单价键理论角度解释和计算¹J_CC和¹J_CP值提供了简便直观的方法.     

C-H 键和C-C 键核自旋偶合常数的理论研究

利用PM3级别最大重迭对称性分子轨道法和最大键级杂化轨道方法,计算了系列烃类化合物的杂化轨道和电荷分布,拟合出计算C-H及C-C偶合常数的简单关系式. 研究了各种烃类分子中不同的C-H键和C-C键偶合常数,理论计算值和实验数据都较为符合. 进一步验证了直接键连¹J_CX偶合常数主要取决于偶合作用中的Fermi接触项,为从简单价键理论角度解释和计算¹J_CH和¹J_CC提供了一种简便直观的方法.     

采用BP神经网络研究C-F键核自旋偶合常数

通常理论研究核自旋偶合常数的方法是基于线性模型进行拟合和预测，该方法在拟合和预测中仍有较大误差. 本文在前面工作的基础上，提出了基于非线性模型对C-F键核自旋偶合常数进行研究的观点，采用BP神经网络方法对C-F键核自旋偶合常数的函数关系式进行拟合，并用拟合结果对4种化合物的偶合常数进行预测. 结果表明，采用非线性的BP神经网络方法其训练效果与预测效果均优于线性模型方法；其预测误差对文中的4种化合物不超过0.40%.     

卤代甲烷系列谱学性质与结构关系的研究

本文借助最大重迭杂化轨道理论研究了卤代甲烷系列分子的NMR自旋-自旋偶合常数和核四极偶合常数与结构的关系。较明确地反映了化学键性质和取代基对分子谱学性质的影响。     

直接键连原子间的NMR偶合常数的自然杂化轨道研究Ⅲ、α-C-H键核自旋偶合常数1JCH

报道了一种计算直接键连原子间的核自旋-自旋偶合常数的通用关系式,结合CNDO/2分子轨道方法和自然杂化轨道方法,具体计算了一些极性α-C-H键的核自旋偶合常数。结果表明,本文方法适合于多种类型的直接键连原子间的偶合常数的计算,且与已有实验值吻合一致.     

C-P(V)键核自旋偶合常数的理论研究

利用自然杂化轨道,以从头算级别的理论计算方法,选择较小基组STO-3G,研究了C-P(V)键的核自旋偶合常数,并用三种化合物进行验证,理论计算值较好地与文献值相符合.     

直接键链13C-1H的核自旋偶合常数的理论研究

用一种计算直接键链原子核自旋偶合常数¹J_A-B的统一的半经验关系式，研究了各种代表性的环状分子及非环状分子的¹J_C-H的核自旋偶合常数，计算值与实验值吻合的较好, 说明该统一的半经验关系式既可适用于非环状分子又可适用于环状分子化合物体系的直接键链原子的核自旋偶合常数¹J_C-H计算.     

Nuclear spectroscopic quantities under influences of covalency

On the basis of Mössbauer isomer shift data, nuclear quadrupole interactions and NMR¹J(¹³C?¹¹⁹Sn) spin-spin coupling constants, the problem of the nonadditivity of the isomer shifts and unexpected quadrupole interactions in tin organic compounds SnX_4?nR_n (X-halide, R-org. lig.) with the degree of substitution n has been treated by means of pseudopotential HF SCF calculations supplemented by efficient methods for comprehending core reorganizations and nucleus near electronic charge distributions. The nonadditivity of the isomer shifts and the progression of the nuclear quadrupole interactions has been explained by the evident momentum separated electronic reorganization. The clearly proved relation between s electron densities and higher orbital imbalances brings the isomer shift in relation to the valence part of the electric field gradient (EFG). An interrelation between isomer shifts and NMR spin-spin coupling constants has been deduced.     

直接键连原子间的NMR偶合常数的自然杂化轨道研究V.~(13)C-~(13)C和~(13)C-~(31)P核自旋偶合常数~1J_(CC)和~1J_(CP)

在前文工作的基础上，结合ＭＮＤＯ／ＥＨＭＯ分子轨道方法和自然杂化轨道方法，具体计算了ＣＣ键和ＣＰ键的核自旋偶合常数．计算结果表明，１ＪＣＣ和１ＪＣＰ主要由成键原子的轨道杂化作用和键极性这两种结构因素所决定．为从简单价键理论角度解释和计算１ＪＣＣ和１ＪＣＰ值提供了简便直观的方法．