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.     

AlN,GaN和InN分子基态的结构和解析势能函数(英文)

采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(3df)方法优化计算了A1N,GaN和InN分子基态的平衡结构、振动频率和离解能.根据原子分子反应静力学原理,导出了A1N,GaN和InN分子的合理离解极限,利用Murrell-Sorbie势能函数和从头算结果得到基态相应的解析势能函数并由光谱数据和解析势能函数的关系计算了基态的光谱数据(α_e,B_e,ω_e和ω_ex_e),计算结果与实验数据符合得相当好.     

BF~X(X=-1,0,+1)分子离子基态的结构与势能函数研究

本文利用CCSD 方法,分别选用6-311++g(3df,3pd)、6-311++g(2df,2pd)和6-311++g(df,pd)基组对BF分子和BF~+、BF~-离子基态进行了几何优化和频率计算,并进行了单点能扫描计算.用最小二乘法拟合得到了BF~X(X=-1,0,+1)分子离子基态的Murrell-Sorbie势能函数.与实验及理论结果比较表明,本文对BF分子和BF~+离子基态光谱常数(B_e,α_e,ω_e,ω_ex_e)的计算结果达到了很高的精度.文章还首次给出BF~-离子基态的光谱常数(B_e,α_e,ω_e,ω_ex_e)和力常数(f_2,f_3,f_4),这将为BF~-离子基态的后期研究提供重要参考.研究表明:BF~X(X=-1,0,+1)分子离子基态的势能曲线均具有对应于稳定平衡结构的极小点,说明BF~X(X=-1,0,+1)分子离子基态是稳定存在的.     

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.     

OH分子基态(X~2Π)的结构与势能函数

采用密度泛函理论的B3LYP方法和二次组态相互作用(QCISD(T))方法优化计算了OH分子基态(X2Π)的平衡结构、振动频率和离解能.根据原子分子反应静力学原理,导出了OH分子基态(X2Π)的合理离解极限,采用最小二乘法拟合Murrell-Sorbie函数得到了相应的势能函数和与该基态相对应的光谱常数(Be,αe,ωe和ωeχe),计算结果与实验数据符合得相当好.     

BeH,BeD,BeT分子基态(X~2Σ~ )的结构与势能函数

采用量子力学从头算方法,运用二次组态相互作用QCISD(T)/aug-cc-pVTZ和电子相关单双耦合簇CCSD(T)/6-311 G(3df,2pd)研究了BeH,BeD,BeT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.     

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.     

OH分子基态(X2Ⅱ)的结构与势能函数

采用密度泛函理论的B3LYP方法和二次组态相互作用(QCISD(T))方法优化计算了OH分子基态(X2Ⅱ)的平衡结构、振动频率和离解能.根据原子分子反应静力学原理,导出了OH分子基态(X2Ⅱ)的合理离解极限,采用最小二乘法拟合Murrell-Sorbie函数得到了相应的势能函数和与该基态相对应的光谱常数(Be,αe,ωe和ωe xe),计算结果与实验数据符合得相当好.     

用耦合簇理论及相关一致五重基研究H2S(C2v,X1A′)的解析势函数

运用CCSD(T)理论和相关一致五重基对基态H2S分子进行了结构优化以及离解能和频率的计算.得到的结果是:该分子的基态为C2v结构,平衡核间距RS-H =0.13374 nm,键角∠HSH=92.3837°,离解能D0(H-SH)=3.8999 eV,频率υ1(a1)=1121.1865 cm-1,υ2(a1)=2727.5121 cm-1,υ3(a1)=2742.8342 cm-1.这些结果与实验结果均较为相符.对H2(X1Σ+g)分子使用cc-pV6Z、对SH(X2Π)自由基使用aug-cc-pV5Z基组进行几何优化和谐振频率的计算并进行单点能扫描,且将单点能扫描结果拟合成了解析的Murrell-Sorbie函数.与实验结果及其它理论结果的比较表明,本文关于SH(X2Π)自由基光谱常数(De,Re,ωe,Be,αe和ωeχe)的计算结果达到了较高的精度.采用多体项展式理论导出了H2S(C2v,X1A′)分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了该分子的离解能和平衡结构特征.报导了H2S(C2v,X1A′)分子对称伸缩振动等值势能图中存在的两个对称鞍点,对应于反应SH+H→SH2,势垒高度为0.1680×4.184 kJ/mol.     

BeH，BeD，BeT分子基态(X2Σ+)的结构与势能函数

采用量子力学从头算方法，运用二次组态相互作用QCISD(T)/aug-cc-pVTZ和电子相关单双耦合簇CCSD(T)/6-311++G(3df，2pd)研究了BeH，BeD，BeT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(ω_e，ω_eχ_e，B_e，α_e，D_e)，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. 关键词： BeH BeD BeT分子基态 分子结构 势能函数     

Investigations on analytic potential energy function,spectroscopic parameters and vibrational manifolds （d = 0） of the SD^＋（X^3∑^-） ion

This paper investigates the spectroscopic properties of the SD + (X 3 Σ ) ion by employing the coupled-cluster singles-doubles-approximate-triples [CCSD(T)] theory combining with the quintuple correlation-consistent basis set augmented with diffuse functions (aug-cc-pV5Z) of Dunning and co-workers. The accurate adiabatic potential energy function is obtained by the least-squares fitting method with the 100 ab initio points, which are calculated at the unrestricted CCSD(T)/aug-cc-pV5Z level of theory over the internuclear separation range from 0.09 to 2.46 nm. Using the potential, it accurately determines the spectroscopic parameters (D e , ω e χ e , α e and B e ). The present D e , R e , ω e , ω e χ e , α e and B e results are of 3.69119 eV, 0.13644 nm, 1834.949 cm 1 , 25.6208 cm 1 , 0.1068 cm 1 and 4.7778 cm 1 , respectively, which are in remarkably good agreement with the experimental findings. A total of 29 vibrational states has been predicted by numerically solving the radial Schro¨dinger equation of nuclear motion when the rotational quantum number J equals zero. The complete vibrational levels, classical turning points, inertial rotation and centrifugal distortion constants are reported when J = 0 for the first time, which are in good accord with the measurements wherever available.     

NO分子的基态(X~2П)和激发态(a~4П and B~2П)光谱常量和振动能级的计算(英文)

本文使用完全活性空间自洽场/多组态相互作用(CASSCF/MRCI)理论,以cc-pVDZ为基组,计算了NO分子基态(X2Π)和激发态(a4ПandB2П)的平衡结构和单点能扫描曲线.采用最小二乘法拟合了Murrell-Sorbie函数,得到了NO分子的解析势能曲线,并利用Rydberg-Klein-Rees方法,计算得到的NO分子相应态的谐振频率和其它的光谱数据(ωe、αe、ωeχe、βe)与实验值十分一致,和其它理论计算方法进行比较,发现该方法有更好的准确性.以得到的解析势能函数为基础,求解NO分子核运动的一维径向Schrdinger方程,获得了更高振动态的振动能级.     

用耦合簇理论及相关一致五重基研究OH(X2H)自由基的光谱性质

利用耦合簇理论CCSD(T)和相关一致五重基aug-cc-pV5Z对OH自由基X2H态的光谱性质进行了计算,获得的De,Re和ωe分别为4.6225 ev,0.09701 nm和3743.1644 cm-1,这与实验结果非常相符.在0.06-2.45 nm的核间距范围内对OH(X2Ⅱ)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,首先计算了该自由基的其余3个光谱常数(ωeχe,αe和Be),其结果与实验值也很相符.接着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OH(X2Ⅱ)的全部15个振动态.最后还计算了每一振动态的振动能级、振动经典转折点、惯性转动常数和离心畸变常数.     

Investigations on molecular constants of the CD（X^2∏） radical and elastic collisions between ground-state C and D atoms at low temperatures

The potential energy curve of the CD(X~2Π) radical is obtained using the coupled-cluster singles-doublesapproximate-triples [CCSD(T)] theory in combination with the correlation-consistent quintuple basis set augmented with diffuse functions,aug-cc-pV5Z.The potential energy curve is fitted to the Murrell-Sorbie function,which is used to determine the spectroscopic parameters.The obtained D0,De,Re,ωe,ωeχe,αe and Be values are 3.4971 eV,3.6261 eV,0.11197 nm,2097.661 cm 1,34.6963 cm 1,0.2083 cm 1 and 7.7962 cm 1,respectively,which conform almost perfectly to the available measurements.With the potential obtained at the UCCSD(T)/aug-cc-pV5Z level of theory,a total of 24 vibrational states have been predicted for the first time when J = 0 by solving the radial Schr¨odinger equation of nuclear motion.The complete vibrational levels,the classical turning points,the inertial rotation constants and centrifugal distortion constants are reproduced from the CD(X~2Π) potential when J = 0,and are in excellent agreement with the available measurements.The total and the various partial-wave cross sections are calculated for the elastic collisions between the ground-state C and D atoms at energies from 1.0×10 11 to 1.0×10 4 a.u.when the two atoms approach each other along the CD(X~2Π) potential energy curve.Only one shape resonance is found in the total elastic cross sections,and the resonant energy is 8.36×10 6 a.u.The results show that the shape of the total elastic cross section is mainly dominated by the s partial wave at very low temperatures.Because of the weak shape resonances coming from higher partial waves,most of them are passed into oblivion by the strong total elastic cross sections.     

基态S和D原子的低能弹性碰撞及SD(X~2Ⅱ)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(X~2Ⅱ)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D_0,D_e,D_e,R_e,ω_e.a_e,B_o及B_e的值分别为3.65730 eV,3.77669 eV,0.13424 cm~(-1),1938.372 cm~(-1),0.09919 cm~(-1),4.88585 cm~(-1)和4.8872 cm~(-1),均与已有的实验结果相符很好.利用在CCSD(T)/aug-cc-pv5Z理论水平下获得的相互作用势,在绝热近似下通过数值求解双原子分子核运动的径向薛定谔方程,找到了J=0时SD(X~2Ⅱ)自由基的全部23个振动态,完整地求出了每一振动态的振动能级及相应的经典转折点、惯性转动常数和离心畸变常数;在1.0×10~(-11)-1.0×10~(-4)a.u.的碰撞能区内通过数值求解原子.原子散射的径向薛定谔方程,研究了基态S原子和基态D原子沿sD(X~2Ⅱ)相互作用势的弹性碰撞,计算了这一弹性碰撞的总截面和各分波截面,分析了各分波截面对总截面的影响.结果表明:总截面的形状主要由S分波截面决定,尽管直到l=4的各分波截面均有形状共振存在,但由于其强度都较弱,全部被湮没在较强的总弹性截面中.

Abstract：

The equilibrium internuclear separations, harmonic frequencies and interaction potentials have been calculated by employing the CCSD(T) theory in combination with the series of the correlation-consistent basis sets, cc-pVnZ and aug-ce-pVnZ (n = 2, 3, 4, 5), of Dunning and co-workers. The potential energy curves are all fitted to the Murrell-Sorbie functions, which are used to determine the spectroscopic parameters. At the CCSD(T)/aug-cc-pV5Z level of theory, the values of D_0, D_e, R_e, w_e, a_e,B_0 are 3.65730 eV, 3.77669 eV, 0.13424 cm~(-1), 1938.372 cm~(-1), 0.09919 cm~(-1) , 4.88585 cm~(-1) and 4.8872 cm~(-1), respectively, which conform almost perfectly with the available measurements. With the analytic interaction potential obtained at the CCSD(T)/aug-cc-pV5Z level of theory, a total of 23 vibrational states has been predicted for the first time when the rotational quantum number J is set to equal zero (J = 0) by solving the radial Schrodinger equation of nuclear motion. The complete vibrational levels, classical turning points, inertial rotation and centrifugal distortion constants are reproduced from the SD (X~2Ⅱ) potential when J = 0. The total and various partial-wave cross sections are calculated for the elastic collisions between the ground-state S and D atoms at energies from 1.0 × 10~(11) to 1.0 × 10~(-4) a.u. when the two atoms approach each other along the SD(X~2Ⅱ) interaction potential. No shape resonances can be found in the total elastic cross sections. The results show that the shape of the total elastic cross sections is mainly dominated by the s-partial wave at very low temperatures. Because of the weakness of the shape resonances coming from various partial waves, they are all covered up by the strong total elastic cross sections.     

SN-分子离子的势能函数和光谱常数研究

采用耦合簇CCSD(T)方法结合系列相关一致基组aug-cc-pVXZ (X=D,T,Q,5) 对基态SN^-分子离子(X³∑^-) 进行了结构优化和单点能扫描计算. 用四种方法进行基组外推得到该体系的平衡核间距R_e=0.15852 nm, 谐振频率ω_e=948.05 cm^-1, 离解能D_e=3.934 eV均与实验数据符合得很好. 对单点能扫描结果用9参数Murrell-Sorbie势能函数进行了最小二乘拟合, 得到了体系的解析势能函数表达式, 并进一步推导出了体系的力常数和光谱常数. 拟合所得势能曲线准确地再现了SN^-分子离子的离解能和平衡结构特征. 通过求解核运动的径向薛定谔方程, 得到了无转动SN^- (X³∑^-) 的全部振动态, 并进一步计算出了各振动能级相应的分子常数. 与实验结果及其他理论研究结果的对比表明, 本文关于SN^-分子离子平衡常数和光谱常数的计算结果达到了较高的精度, 能为进一步的实验探测和理论研究提供参考依据. 关键词： 势能曲线 解析势能函数 光谱常数 振动能级     

基于核运动效应下的H同位素双原子分子的解析势能函

在加入核运动效应修正下的Born-Oppenheimer近似电子能量的基础上, 采用QCISD(T)/ aug-cc-pvqz方法计算出H同位素双原子分子（H₂, HD, HT, D₂, DT,T₂）的势能函数参数, 获得体现H同位素分子质量差异下的势能函数。 并在此基础上导出H同位素分子的力常数和光谱数据。 同时对于OH, OD和OT分子采用QCISD/aug-cc-pvtz方法计算, 同样获得了这些分子对应的势能函数、 力常数和光谱数据。Based on the correction of the electron energy under Born Oppenheimer approximation using nuclear motion effect, the parameters of potential energy functions for hydrogen isotopic diatomic molecules (H₂, HD,HT,D₂, DT,T₂) are calculated with QCISD (T) method and aug-cc-pvqz basis set,and those potential energy functions that indicate the differences from the masses of hydrogen isotopic atoms are obtained. The force constants and spectroscopic data of those molecules are calculated as well. The potential energy functions, force constants, and spectroscopic data of the isotopic diatomic molecules OH, OD,and OT are also derived using QCISD method and aug-cc-pvtz basis set.     

基态Lin(n=2, 3)结构与完全解析势能函数

使用Gaussian03程序包, 采用全电子单双取代耦合簇(CCSD(full))方法, 选择基组6-311+g(2df) , 对Li2分子的基态进行优化计算, 采用十一参量Murrell-Sorbie函数, 运用最小二乘法拟合得到Li2分子基态解析势能函数, 给出与实验值符合很好的光谱常数; 使用同样的方法和基组, 对Li3分子的基态结构进行优化计算, 得到Li3分子基态平衡结构. 采用多体项展式法, 利用Li3分子平衡结构C2v的几何参数、力常数和离解能, 以及七个线性系数Ci(i=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)与两个非线性系数的函数关系, 进行非线性优化拟合得到两个非线性系数, 进而得到七个线性系数, 得到Li3分子基态完全解析势能函数. 势能面静态特征表明, 该势能函数再现了Li3分子基态全部平衡结构特征.     

基态Li_n(n=2,3)结构与完全解析势能函数

使用Gaussian03程序包,采用全电子单双取代耦合簇(CCSD(full))方法,选择基组6-311+g(2df),对Li2分子的基态进行优化计算,采用十一参量Murrell-Sorbie函数,运用最小二乘法拟合得到Li2分子基态解析势能函数,给出与实验值符合很好的光谱常数;使用同样的方法和基组,对Li3分子的基态结构进行优化计算,得到Li3分子基态平衡结构.采用多体项展式法,利用Li3分子平衡结构C2v的几何参数、力常数和离解能,以及七个线性系数Ci(i=1,2,3,4,5,6,7)与两个非线性系数的函数关系,进行非线性优化拟合得到两个非线性系数,进而得到七个线性系数,得到Li3分子基态完全解析势能函数.势能面静态特征表明,该势能函数再现了Li3分子基态全部平衡结构特征.