中性和带电小钨团簇的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了中性和带电小钨团簇W_n（n＝3—6）的构型，得到了一些能量较低的结构，它们都有可能是团簇的基态.研究发现，这些团簇大多具有较低的自旋多重度：中性小钨团簇为自旋单态或三重态；带电小钨团簇为自旋双重态或四重态.当n>3时，小钨团簇具有三维立体结构.通过拟合光电子谱、计算垂直离化能并与实验值比较，进一步讨论了带负电小钨团簇的基态结构. 关键词： 小钨团簇 构型 密度泛函理论     

四碘甲状腺素团簇结构与光谱性质的密度泛函理论研究

在B3LYP/Lanl2mb基组水平上,利用密度泛函理论(DFT)优化了四碘甲状腺素团簇的几何结构.基于该团簇的几何结构下,其吸收和发射光谱的研究使用相同的基组水平并采用极化连续介质模型(PCM)下用含时密度泛函理论(TDDFT).研究结果表明,优化所得甲状腺素团簇的几何结构对称性为C_1;在基态稳定结构基础上,得出其输运性质,即甲状腺素团簇为p型输运材料;通过含时密度泛函理论,在优化好的基态结构基础上,又计算了它的溶剂效应,进一步得出该分子在水溶剂中的吸收光谱和发射光谱特性.     

三碘甲状腺素团簇结构与光谱性质的密度泛函理论研究

我们利用密度泛函理论(DFT)，在B3LYP/Lan12mb基组水平上，得到了三碘甲状腺素团簇的几何和电子结构.在此基础上，利用含时密度泛函理论(TDDFT)，使用相同的基组和采用极化连续介质模型(PCM)，对其溶剂效应下的吸收光谱进行研究．研究结果表明，优化所得三碘甲状腺素团簇的对称性为C₁;在基态稳定结构基础上，研究了该分子的红外和拉曼分子振动谱特性，同时研究了其输运性质，即三碘甲状腺素团簇为p型输运材料;通过含时密度泛函理论，在优化好的基态结构基础上，又计算了它的溶剂效应，进一步得出该分子在水溶剂中的吸收光谱特性.     

SiN团簇光电子能谱的指认

应用含时密度泛函理论研究了SiN团簇低能激发态的性质.将计算结果与前人已有的计算结果进行了比较，此外还根据计算得到的低能激发能对SiN^-阴离子的光电子能谱进行了理论指认.研究表明，SiN^-阴离子的基态为¹Σ态，而光电子能谱上的X峰和A峰分别对应于¹Σ→²Σ和¹Σ→²Π的跃迁.研究结果还表明，用含时密度泛函的方法来处理激发态的问题是成功的. 关键词： 团簇 光电子能谱 基态 激发态     

InC_n~-(n=1-10)团簇结构和磁性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在LANL2DZ水平下系统研究了碳基混合团簇InC_n~-(n=1-10)的结构、稳定性和磁性.同时,分析了基态结构的电子态、最低振动频率、总能量、自旋污染期望值、偶极距、转动常数等.计算结果表明:团簇的最稳定构型是In原子位于一端的直线型或准直线型结构;n为偶数的团簇的基态是单态,n为奇数的团簇的基态是三重态.通过对增量结合能和能量二阶差分的计算得出:随着团簇尺寸的增加,团簇的稳定性表现出强烈的奇弱偶强振荡规律;电子亲和势EAad的计算结果进一步证实了这种振荡规律的正确性.通过对系列团簇基态的磁性分析得到的结论是:团簇的磁矩随团族尺寸的增加呈现出明显的奇强偶弱的振荡特性.     

小碳团簇结构的从头算分子动力学模拟

引入第一原理密度泛函理论, 即赝势密度泛函在实空间的有限差分方法和朗之万分子动力学退火技术, 对碳团簇Cn(n=2-8)的基态结构进行了理论计算, 所得结果与其他作者的计算结果及实验数据吻合较好.     

AunLa(n=1-8)团簇的密度泛函研究

采用密度泛函理论（DFT）中的杂化密度泛函B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上研究了AunLa (n=1-8)团簇的几何结构。计算并讨论了基态结构稳定性及电子性质。结果表明,当n=3-8时,基态结构均为三维结构且La原子趋向与更多的Au原子结合。团簇二阶能量差分,能隙和化学硬度计算结果显示除了AuLa外,具有偶数数目的团簇比奇数数目的团簇具有更好的稳定性,其中,Au3La团簇的稳定性相对较好。     

AunLa(n=1~8)团簇的密度泛函研究简

采用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上研究了Aun La(n=1~8)团簇的几何结构.计算并讨论了基态结构稳定性及电子性质.结果表明,当n=3-8时,基态结构均为三维结构且La原子趋向与更多的Au原子结合.团簇二阶能量差分,能隙和化学硬度计算结果显示除了AuLa外,具有偶数数目的团簇比奇数数目的团簇具有更好的稳定性,其中,Au3La团簇的稳定性相对较好.     

Cu±13团簇几何和电子结构的密度泛函研究

借助遗传算法结合Gupta原子间相互作用势,本文采用密度泛函理论系统研究了带电Cu13±团簇的基态与低激发态的几何结构和电子结构,并与中性Cu13团簇的结果进行了对比.计算结果表明:对Cu13n(n=0,士1)团簇,高对称性几何构型在众多异构中无能量竞争性优势,团簇基态结构皆为非紧致低对称性结构,对Cu13-找到一种新的低对称性最低能结构;带电明显影响团簇结构稳定性,带电Cu13±团簇与中性Cu13团簇的结构稳定性序列显著不同;基态Cu13n (n=0,±1)团簇具有磁矩最小化效应,而其高对称性结构则有较大磁矩;计算所得Cu13团簇电离能及电子亲和势与实验结果相符.     

Cu13团簇几何和电子结构的密度泛函研究

利用遗传算法结合Gupta原子间相互作用势,采用密度泛函理论,系统研究了带电 团簇的基态与低激发态的几何结构和电子结构并与中性Cu13团簇进行了对比．计算结果表明：对 Cu13（中性及带电）团簇,高对称性几何构型在众多异构中无能量竞争性优势,团簇基态结构皆为非紧致低对称性结构,对 负电Cu13找到一种新的低对称性最低能结构;带电明显影响团簇结构稳定性,带电Cu13团簇与中性Cu13团簇的结构稳定性序列显著不同;基态 Cu13（中性及带电）团簇的具有磁矩最小化效应,而其高对称性结构则有较大磁矩;计算所得Cu13团簇电离能及电子亲和势与实验结果相符．     

PuN基态和低激发态的分子结构与相对论有效原子实势

用Pu的三种不同相对论有效原子实势 (RECP)和密度泛函(B3LYP)方法对PuN基态和低激发态(4Σ+、6Σ+、8Σ+、10Σ+)的分子结构进行了计算,得到了相应的平衡几何构型和谐振频率.采用最小二乘法拟合得到了PuN分子的Murell-sorbie势能函数,在此基础上推导出完整的力常数和光谱数据,并与实验值作对比.结果表明:PuN的基态为X6Σ+,其余为低激发态;在三种RECP中,对于ωe的计算,60个中心电子的SDDRECP/B3LYP给出的结果与实验值符合得比较好(如X6Σ+:ωe=840.77 cm-1,ωeχe=5.73·"cm-1,De=5.880 6 eV,Re=0.176 3 nm,Be=0.408 4 cm-1,αe=3.3E-03 cm-1).计算还给出了相应的电荷布居、自旋密度、电偶极矩和能量特征等系列分子的性质.     

Electronic Excitations in Pyrrole: A Test Case for Determination of Chromophores in the Chromogenic Effects of Neurotoxic Hydrocarbons by Time-Dependent Density Functional Theory and Single-Excitation Configuration Interaction Methods

Time-dependent density functional theory (TD-DFT) and single-excitation configuration interaction (CIS) calculations on the electronic excitations in pyrrole have been performed to examine the reliability of these first-principles electronic structure methods in predicting electronic excitation spectraof pyrrole-containing compounds. Both the TD-DFT and CIS calculations led to satisfactory results when compared to available experimental data, particularly for low-lying excited states. The TD-DFT and CIS calculations provide lower and upper limits of the excitation energies, respectively, for low-lying singlet excited states. These results suggest that these methods can be used for the prediction of the excitation spectra, particularly the excitation energies for low-lying excited states, of chromophores responsible for the chromogenic effects of neurotoxic hydrocarbons, which are believed to be substituted pyrroles and their adducts with proteins. As an example of a practical application, the spectrum of the widely used 2,5-dimethylpyrrole has been calculated. It is shown that the 2,5-dimethylpyrrole molecule does not have an absorption in the region of the visible spectrum (400-700 nm), suggesting that the absorption observed at 530 nm and the color of 2,5-dimethylpyrrole is due to another species, probably a product of possible 2,5-dimethylpyrrole autoxidation. This suggests that the conclusions from previously reported experimental studies of biochemical reactions of neurotoxic γ-diketones need to be reexamined in terms of the relationship of chromogenicity to neurotoxicity.     

LaO分子基态X2Σ+势能和平衡几何构型的比较研究

采用三种相对论有效核芯势(LanL2DZ,AREP,RCEP)和价电子基组在MP2、B3LYP、CCSD(T)和QCISD(T)水平上计算了LaO分子基态平衡几何构型和能量,并对各种计算方法在不同基组下的计算效率和精度等进行了综合比较.在此基础上,选用B3LYP方法进行能量扫描得到了LaO分子势能曲线.计算得到的LaO分子基态平衡几何,振动频率、解离能和力常数等均与实验结果吻合.最后对赝势方法计算的误差原因进行了分析.     

F原子光电离截面的理论计算

对F原子的光电离截面,人们已经做了大量实验研究,并观察到了大量的自电离共振结构.而与实验相比,理论计算仍存在一定的差异.本文通过对靶态的能量进行修正,利用R矩阵方法计算了F原子基态在3P-1D电离阈值能量范围内的分波光电离截面、总光电离截面以及自电离共振2P4(1D)ns2D,2P4(1D)md2P和2P4(1D)md2D系列的共振位置,并与最新的多组态Hartree-Fock理论计算及实验结果进行了比较,我们的结果与实验符合得更好.     

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.     

Photo-Absorption Studies on Formaldehyde Using Synchrotron Radiation at Indus I

Photo-absorption spectra of formaldehyde (HCHO) is recorded in the range of 6–11.5 eV at various pressures (<0.001–2 mbar) at an average resolution of 1.2 Å using Photophysics beam line at the 450 MeV Indus-1 synchrotron radiation facilities at RRCAT Indore, India. The spectrum is found to consist exclusively of n → Rydberg transitions converging to the ground state of HCHO⁺. The highest identified Rydberg states, observed up to the first ionization limit of HCHO, correspond to 7s, 11p, 9d, and 12f orbitals. Analyzed electronic spectrum along with the intensities and quantum defects are presented. To interpret the observed weak valence transitions instead of strong valence transitions, a theoretical study of Rydberg and valence electronic states of HCHO is performed in the framework of single configuration interaction (CIS) and time-dependent density functional theory (TDDFT) using different basis sets. Electronic transition energies of high-lying singlet and triplet valence states as calculated using TDDFT (B3LYP) level of theory are found to give fairly-good agreement with the experimental data.     

Scaled Quantum Chemical Studies of the Molecular Structure and Vibrational Spectra of Minoxidil

The Fourier transform Raman and Fourier transform infrared spectra for minoxidil have been recorded in the region 4000—100 cm^?1 and 4000—450 cm^?1, respectively. The structural and spectroscopy data of the molecule in the ground state were calculated by using density functional theory methods with 6-311G (d, p) basis set. A detailed vibrational analysis of the title compound has been done using normal coordinate analysis following the scaled quantum mechanical force field methodology. The calculated molecular geometry parameters and scaled vibrational wavenumbers are well compared with the experimental data. The electronic properties, such as excitation energies, absorption wavelength, highest occupied molecular orbital (HOMO), and lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energies were performed by time-dependent density functional theory approach, and the results are in good agreement with experimental absorption spectrum. The charge delocalizations of these molecules have been analyzed using natural bond orbital analysis. The molecule orbital contributions are studied by density of energy states. Fukui functions, local softness, and electrophilicity indices for selected atomic sites of the title compound are determined. Finally, the thermal behaviors of the compound have been calculated by different temperature.     

特丁基对苯二酚的光谱及密度泛函研究

特丁基对苯二酚是重要的食品抗氧化剂.理论上,基于密度泛函理论,采用B3LYP泛函及6-311G(d,p)基组在气相环境下优化分子的结构并进行频率计算.在此基础上,基于含时密度泛函理论,选用SMD(solvation model based on density)溶剂模型,利用B3LYP泛函并结合def2-TZVP基组计算分子在无水乙醇溶剂中的前50个激发态.再通过Multiwfn软件对红外光谱做振动分析并考察分子间相互作用对红外光谱的影响,对紫外光谱做分子轨道和电子空穴分析.实验上,通过KBr压片法,利用傅里叶红外变换光谱仪测定样品红外光谱.采用液相法,以乙醇为溶剂,利用紫外可见分光光度计测定样品紫外光谱.通过对比分析可知,理论光谱与实验光谱总体吻合较好.红外光谱各基团的特征吸收峰都较为明显且较好吻合,特丁基对苯二酚二聚体存在氢键作用,这使得O—H键的强度被削弱,导致吸收频率降低并在3670—3070 cm^-1处出现一个宽峰.紫外光谱主要由基态跃迁至第1,2,6,7激发态形成,最大吸收峰位于200 nm以下,为π→π^*和s→π^*跃迁形成,268.8 nm和221.4 nm处的吸收峰均为n→π^*和π→π^*跃迁形成.由电子空穴图可知,这4个主要激发均为电子局域激发.