稀有气体二聚体解析势能函数的高精度拟合

原子间相互作用势的计算是原子分子物理研究领域的重要组成部分,它的精确计算为新型材料的研究奠定了理论基础;同时也为密度泛函等方法的评价、测试提供了标准对比数据。本文首先以最近所发表的NgD×15基准集为基础,在相同的计算方法下补充了其它点的一系列数据;以此为标准利用最小二乘法对He2—Rn2体系的相互作用势函数进行了拟合;从而得到了高精度全部同核稀有气体二聚体相互作用势函数的解析式。同时以CCSD(T)/ aug-cc-pV5Z-{6s6p6d3f2g1h}计算结果为标准与Gordon的MGCD84数据库中现有数据He2-Kr2体系进行了比较;总体发现本文的计算精度是非常高的,也证明了拟合结果的可靠性;并且给出了目前量子化学方法难以计算的近核区相互作用势数值。     

He-Na2体系势能面的从头计算研究

在单、双迭代(包含三重激发微扰校正)耦合簇CCSD(T)理论水平下,采用cc-pvtz/Na、aug-cc-pvqz/He并加{3s3p2d1f}集的键函数组成的大基组,计算了He-Na2体系819个构型的相互作用能.通过对96个参数的解析表示的拟合,得到了体系的三维势能面.结果表明在Na2处于基态时该势能面上存在2个势阱,分别对应于线型和T型构型,阱深分别为1.58 cm-1,1.77 cm-1.整个势能面呈现出弱的角度各向异性.讨论了Na-Na键长变化对相互作用能的影响.     

酞菁及其过渡金属配合物与富勒烯非共价相互作用的密度泛函理论方法研究

精确计算酞菁、卟啉及其过渡金属配合物与富勒烯分子间非共价相互作用能,探讨其相互作用本质,需要完成由上百个原子构成的超分子复合物、涉及数千个基函数第一性原理计算,对于当前的理论方法和计算机发展水平都构成严峻的挑战.本文首先选择酞菁…C₆₀、酞菁镍…C₆₀和酞菁锌…C₆₀作为此类非共价复合物的代表.在保留它们分子间相互作用区域结构特征前提下,裁剪成四氮杂卟啉…碗烯、四氮杂卟啉镍…碗烯和四氮杂卟啉锌…碗烯三个模型.通过大规模的CCSD(T)/CBS计算,获得了此三个模型的达到化学精度的分子间相互作用能.以此为基准,从27种密度泛函及其色散和非局域校正方法中,筛选出ωB97M-V,ωB97X-D和BLYP-D3BJ方法,其结果与CCSD(T)/CBS基准值相差均在化学精度范围,特别是ωB97M-V方法,最大误差仅为0.05 kcal/mol,很好地重现了CCSD(T)/CBS的计算结果,说明ωB97M-V方法不仅适用于主族元素分子间非共价相互作用的研究,对于涉及Ni, Zn等闭壳层过渡金属配合物与富勒烯相互作用能计算同样是非常优...     

Ar-H2(D2, T2)碰撞体系的振转相互作用势及散射截面的理论计算

用量子力学从头算的耦合族CCSD(T)方法, 使用相关一致基组aug-cc-pV5Z并加3s3p2d1f1g高斯键函数计算了Ar原子与H₂分子的振转相互作用和电荷分布, 采用Boys和Bernardi提出的均衡法消除了基组重叠误差(BSSE). 然后用Tang-Toennies势能函数拟合得到Ar-H₂体系相互作用势的解析表达式. 在该相互作用势下, 用密耦方法计算了Ar原子入射能量为83 meV时, Ar-H₂(D₂, T₂)碰撞体系的散射截面. 计算Ar-D₂体系的微分截面与实验值比较符合很好. 计算结果及分析表明, 在长程吸引势的散射中, 色散能起主要作用; 在短程排斥势的散射中, 交换能起重要作用. 当碰撞参数在0.27 nm至0.47 nm的范围时, Ar-H₂(D₂, T₂)碰撞体系的径向偶极发生两次转向.     

用CCSD(T)方法计算基态SH和SD的光谱常数(英文)

利用CCSD(T)方法和系列相关一致基cc-pVXZ及aug-cc-pVXZ(X=D,T,Q,5)对SH和SD分子的基态平衡几何,谐振频率和离解能进行了优化计算.利用优选出的CCSD(T)/aug-cc-pV5Z方法对SH和SD的基态进行单点能计算,并将计算结果拟合成了Murrell-Sorbie函数.利用得到的解析势能函数,计算了SH和SD的其余3个光谱常数(ω_ex_e,α_e和B_c),结果表明:除SD的ω_ex_e值外,其余结果均与实验值符合得相当好,但计算得出的ω_ex_e值与推导出的值25.134 cm~(-1)符合得很好.     

Ar-CS_2体系势能面和微波谱的从头算研究

本文采用单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇CCSD(T)方法,使用了扩展的相关一致基组aug-cc-p VTZ,并且加入了(3s3p2d2f1g)中心键函数,计算得到Ar-CS2体系的势能面.结果显示势能面有一个全局极小值和两个等价的局域极小值,为T型结构.全局极小值位于R=6.936 a0,θ=90°处,势能为-273.89 cm~(-1).两个局域极小值分别位于θ=0°和180°,R=9.960 a0的位置上,势能为-165.391 cm~(-1).在该势能面的基础上,通过求解体系的薛定谔方程,计算出体系(J≤10)的束缚态能级及微波跃迁频率,拟合得到体系的光谱常数,与实验结果吻合较好.     

Kr-CS_2体系势能面及束缚态能级的理论研究

本文采用单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇CCSD(T)方法,对C、S原子采用aug-ccPVTZ基组,对Kr原子采用cc-PVTZ-DK基组,并且加上中心键函数(3s3p2d2f1g),计算得到Kr-CS_2体系的势能面.该势能面为T型结构,存在一个全局极小值和两个等价的局域极小值.全局极小值位于R=7.05 a0,θ=90°处,势能值为-396.194 cm~(-1).两个局域极小值分别位于R=10.15 a0,θ=0°和180°处,势能为-243.647 cm~(-1).利用该势能面,通过数值求解相应的薛定谔方程,计算得出体系J≤10的束缚态能级及微波谱跃迁频率,并通过跃迁频率拟合得到相应的光谱常数.     

BeH~+(X~1∑~+)离子势能函数及其分子常数研究

本文利用CCSD(T)方法和系列相关一致基,对BeH~+(X~1∑~+)离子的几何结构进行了优化,结果发现在CCSD(T)/aug-cc-pV5Z理论水平下得到的光谱数据(R_e=0.13142 nm,ω_e=2212.7 cm~(-1),D_e=3.1750 eV)与实验值非常接近.在CCSD(T)/aug-cc-pV5Z理论水平下又对BeH~+(X~1∑~+)离子的势能曲线进行了计算,再用最小二乘法将计算结果拟合成了Murrell-Sorbie函数.利用拟合出的解析势能函数,进一步计算出了BeH~+离子X~1∑~+态的其它光谱常数(B_e,α_e,ω_e和ω_ex_e),且与实验及其它理论计算结果进行了比较.以得到的解析势能函数为基础,通过求解双原子分子核运动的径向Schr(o|¨)dinger方程,找到了J=0时基态的全部20个振动态,并求出了每一振动态的振动能级、转动惯量及离心畸变常数(D_v,H_v,L_v,M_v,N_v,O_v).计算结果与实验数据的比较表明,BeH~+(X~1∑~+)离子的势能函数可用Murrell-Sorbie函数来表达,而且由此计算出的光谱常数、振动能级和转动惯量等都达到了相当高的精度.     

He-H2(D2,T2)碰撞体系振转相互作用势及分波截面的理论计算

采用超分子单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇理论CCSD(T)方法,选择由原子中心高斯函数和高斯键函数3s3p2d1f组成的大基组,计算了He-H₂(D₂,T₂)碰撞体系的H₂分子取不同键长时的相互作用势能面.运用Tang-Toennies势模型和非线性最小二乘法拟合构造了He与同位素分子H₂(D₂,T₂)在质心坐标系下的振转相互作用势.通过密耦计算得 关键词： 高斯键函数 Tang-Toennies势函数 分波截面 碰撞参数     

基态S和D原子的低能弹性碰撞及SD(X2Π)自由基的准确相互作用势与分子常数

使用Gaussian03程序包提供的CCSD（T）理论及Duning等的相关一致基cc-pVnZ和aug-cc-pVnZ （n=2, 3, 4, 5）, 对SD（X²Π）自由基的平衡核间距、谐振频率及相互作用势进行了计算, 并拟合出了相应的光谱常数. 在CCSD（T）/aug-cc-pV5Z理论水平下, 光谱常数D₀, D_e, R 关键词： 弹性碰撞 总截面 光谱常数 分子常数     

Ne-HCN体系v_3正则模下红外谱的理论研究

本文采用单双迭代耦合簇理论CCSD(T)方法,采用扩展的相关一致基组aug-cc-p VQZ以及中心键函数(3s3p2d2f1g),对Ne-HCN体系三维势能面和对应于HCN反对称伸缩振动(v_3正则模)下的红外谱进行了理论研究.在保持HCN分子质心不变的情况下,通过将对应不同正则坐标Q_3值的七个二维势能面进行六阶多项式插值可以得到Ne-HCN体系三维势能面.在振动绝热近似下,利用三维势V(Qi3,R,θ)计算得到体系基态v_3=0和第一激发态v_3=1两个振动平均势并用其计算了对应的振动能级.每个绝热势均有两个极小值分别对应于线性(全局极小)和近T型构型(局域极小).基态的全局极小值位于R=8.04 a0,阱深为-60.99 cm-1,第一激发态的全局极小值位于R=8.08 a0,阱深为-59.94 cm-1.在HCN分子v_3模式下,计算得到了104条红外谱线,并对该模式下的红外光谱常数进行预测.     

He-LiH的从头算势能面

采用超分子CCSD(T)方法和由键函数3s3p2d1f组成的大基组,计算得到了He-LiH体系的全程势能面.计算结果表明该势能面存在2个势阱:较深的势阱在Rm=4.25a0,阱深为177.53?cm-1,对应于线性He-LiH构型;较浅的势阱在Rm=10.0a0处,阱深仅为9.88?cm-1,对应于线性He-HLi构型.     

c-C3H2、HCCH和H2CCC的电离能和生成热的从头算精确预示

c-C_3H_2,HCCH和H_2CCC的电离能用CCSD(T)／CBS方法进行了计算。在计算中还包含了零点振动能校正和芯电子和价电子相关校正,标量相对论效应和高于CCSD(T)理论水平的校正。CCSD(T)／CBS方法计算的c-C_3H_2和HCCH电离能的数值分别为(9.15±0.03)和(8.96±0.04)eV,且与实验值(9.15±0.03)和(8.96±0.04)eV很好一致。CCSD(T)计算的H_2CCC→H_2CCC~ (~2A_1,C_(2v))和H_2CCC→H_2CCC (~2A′,C_s)电离跃迁的电离能分别为10.477和10.388 eV。在考虑Frank-Condon因子基础上,以前单光子电离实验所测定的(10.43±0.02)eV电离能最可能对应于H_2CCC→H_2CCC (~2A_1,C_(2v))跃迁的电离阈值。虽然对c-C_3H_2,HCCH和H_2CCC实验电离能测量的精确性难以达到理论计算精度的±30 meV范围内,所得到的理论电离能值与实验值非常一致,表明CCSD(T)／CBS计算结合高级相关校正对简单的碳氢卡宾和双自由基能得到可靠的电离能预示值。还给出了c-C_3H_2／c-C_3H_2~ ,HCCH／HCCH 和H_2CCC／H_2CCC 在0和298 K的生成热△H_(f0)~o和△H_(f298)~o。发现考虑实验精度不确定性后,它们的实验值与CCSD(T)／CBS预示值非常一致。     

Ar-CS2体系势能面和微波谱的从头算研究

本文采用单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇CCSD(T)方法,使用了扩展的相关一致基组aug-cc-pVTZ,并且加入了(3s3p2d2f1g)中心键函数,计算得到Ar-CS2体系的势能面。结果显示势能面有一个全局极小值和两个等价的局域极小值,为T型结构。全局极小值位于R = 6.936 a0,θ=90º 处,势能为-273.89 cm-1 。两个局域极小值分别位于θ=0º 和θ=180º ,R = 9.960 a0 的位置上,势能为-165.391 cm-1。在该势能面的基础上,通过求解体系的薛定谔方程,计算出体系( J≤10)的束缚态能级及微波跃迁频率,拟合得到体系的光谱常数,与实验结果吻合较好。     

Kr-CS2体系势能面及束缚态能级的理论研究

本文采用单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇CCSD(T)方法,对C、S原子采用aug-cc-PVTZ基组,对Kr原子采用cc-PVTZ –DK基组,并且加上中心键函数(3s3p2d2f1g),计算得到Kr-CS2体系的势能面。该势能面为T型结构,存在一个全局极小值和两个等价的局域极小值。全局极小值位于R =7.05 a0,θ= 90°处,势能值为-396.194 cm-1。两个局域极小值分别位于R = 10.15 a0,θ= 0°和180°处,势能为-243.647 cm-1。利用该势能面,通过数值求解相应的薛定谔方程,计算得出体系J≤10的束缚态能级及微波谱跃迁频率,并通过跃迁频率拟合得到相应的光谱常数。     

He-HI复合物势能面及微分散射截面的理论研究

采用超分子单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇理论CCSD(T)方法和由键函数3s3p2d1f组成的大基组, 计算得到了基态He-HI复合物相互作用的全程势能面. 该势能面上存在2个势阱, 分别对应于线性He-I-H和He-H-I构型, 势阱深度分别为4.473和2.996meV, He原子到HI分子质心的距离R分别为0.363和0.442nm. 使用Barker, Fisher和Watts提出的BFW势函数拟合计算得到的相互作用能数据, 获得了He原子与HI分子相互作用势的解析表达式. 在 关键词： He-HI复合物 势能面 微分散射截面     

He-LiH的从头算势能面

采用超分子单双迭代耦合簇理论CCSD(T)方法和由键函数3s3p2d1f组成的大基组,计算得到了He-LiH体系的全程势能面.计算结果表明该势能面存在2个势阱:较深的势阱在Rm=0.225 nm处,阱深为177.53 cm-1,对应于线性He-LiH构型;较浅的势阱在Rm=0.529 nm处,阱深仅为9.88 cm-1,对应于线性He-HLi构型.     

类铟钡离子辐射光谱的相对论识别

用全相对论多组态自洽场方法,计算了高离化类铟钡离子的1s、2s、2p-、2p、3s、3p-、3p、3d-、3d、4s、4p-、4p、4d-、4d、4f-、4f、5s、5p-、5p、5d-、5d、5f-、5f、5g-、5g、6s、6p-、6p、6d-、6d、6f-、6f、6g-、6g、7s、7p-、7p、7d-、7d、7f-、7f、7g-、7g轨道的3090个精细结构能级和辐射寿命以及各种跃迁参数.波长的计算值和实验值符合得较好.另外还发现了一些辐射寿命较长的亚稳态能级.     

PH,PD分子基态(X3Σ-)的结构与势能函数

本文采用量子力学从头算方法,运用电相关单双耦合CCSD(T)/6-311 G(3df,2pd)和QCISD(T)/6-311 G(3df,2pd)研究了PH、PD分子基态的结构与势能函数,计算出了这些分子的光谱数据(ωe、ωeχe、Be、αe、De),结果与实验光谱数据吻合较好.这表明上述分子基态的势能函数可用经修正的Murrell-Sorbie c6函数来表示.     

用耦合簇理论及系列相关一致基研究基态SH+ 和 SD+ 的光谱常数*

利用耦合簇理论CCSD(T)和相关一致基组cc-pVXZ和aug-co-pVXZ(X=2,3,4,5)计算了SH 和SD 的基态平衡几何re、谐振频率ωe和离解能De.计算结果表明,所用基组越大,得到的结果与实验值之间的差别就越小,因此我们选用了大基组aug-cc-pV5Z在0.07～2.50 nm的核间距范围内对SH 和SD 的基态进行单点能计算,并将计算结果拟合成了Murrell-Sorbie函数.利用得到的解析势能函数,计算了SH 和SD 的其余3个光谱常数(ωexe,αe和Be),其结果与实验值符合得相当好.