HC2nO+ (n=3-6) 正离子的红外光解离光谱以及理论计算研究

本文利用脉冲激光溅射-超声分子束载带离子源在气相中产生了HC_2nO⁺ (n=3-6)正离子. 通过对贴附CO的络合物离子的红外光解离光谱实验获得了HC_2nO⁺正离子在1600∽3500 cm^-1范围内的红外光谱. 通过比较实验光谱和理论模拟光谱确定了HC_2nO⁺正离子具有端接氢和氧的直线型碳链衍生物结构,基态为三重态,单重态比三重基态能量高10∽15 kcal/mol. 成键分析表明HC_2nO⁺中的碳链具有连烯的结构特征.     

WnSi02,±(n=1～5)团簇结构与光谱的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/Lanl2dz水平上对WnSi0,2±(n=1～5)团簇的各种可能构型进行了几何结构优化,预测了各团簇的基态结构.并对基态构型的平均结合能、能隙、红外光谱及拉曼光谱进行了系统的理论分析.结果表明:WnSi0,2±(n=2～5)团簇的基态结构及亚稳态结构中的Si-Si原子不成键,W5Si0,2±团簇的基态构型与W7团簇的基态构型相似,W3Si2+团簇的基态构型与W0,5±团簇的基态构型相似;W5Si2-团簇是比较理想的复合材料;WnSi0,2±(n=1～5)团簇的所有IR吸收峰都属于红外光谱中的指纹区的特征吸收区域;除W4Si2-团簇外,其它团簇都具有非刚性特性.     

V_nB_(8(n+1))~-(n=1-3)团簇的几何结构、电子和光谱特性

基于密度泛函理论和卡里普索结构预测方法,系统研究了V_nB_(8(n+1))~-(n=1-3)团簇的几何结构、电子和光谱特性.首先,利用卡里普索结构预测方法确定了VB_(16)~-的基态结构为高对称性的C_(2v)点群对称结构.在此基态结构基础上,通过堆积的方式优化得到了V_2B_(24)~-和V_3B_(32)~-团簇的基态结构.结果显示,V_2B_(24)~-和V_3B~(32)~-团簇分别拥有高对称性的C_(4h)和D_(8d)点群对称结构.基于上述基态结构,系统分析了不同尺寸团簇的自然布局分布和自然电子组态、Mayer键级和电子局域函数.最后,讨论了不同团簇的红外、拉曼光谱等光谱特性,为过渡金属钒掺杂硼基纳米材料的研究提供理论参考.     

CuH~n(n=0,+1,+2)分子及离子的势能函数与垂直电离势(英文)

推导出了CuHn(n=0、+1、+2)的基态电子状态及其离解极限.基于SDD和6-311G**基组,用B3PW91方法计算了他们的平衡几何、电子状态,在此基础上分别计算了CuH,CuH+1的Murrell-Sorbie解析势能函数和CuH+2的解析势能函数及其对应的力常数、光谱参数.CuHn(n=+1,+2)离子的垂直电离势为:I+=-965.00eV,I++=-944.70eV.计算表明CuH+、CuH2+的势能曲线均具有对应于稳定平衡结构的极小点,说明CuH+、CuH2+可稳定存在.     

WnNim(n+m=8)团簇的极性和光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上对WnNim(n+m=8)团簇的各种可能构型进行了几何参数全优化,得到了它们的基态构型;并对基态构型的偶极距、极化率、红外光谱和拉曼光谱性质进行了分析,结果表明:团簇WnNim(n+m=8)都具有极性,富W团簇非线性光学效应强,容易被外加场极化;振动频率主要分布在0-350 cm-1范围内,团簇W4Ni4因其振动方式的特殊性,红外光谱和拉曼光谱在频率421.971 cm-1处,都有明显强峰;团簇W5Ni3因其结构的高对称性在振动光谱中出现多处共振现象.     

PuCn+(n=1,2,3)分子离子的势能函数与稳定性

用密度泛函B3LYP方法对PuCn+(n=1,2,3)分子离子进行了理论研究,结果表明:PuC+、PuC2+分子离子能稳定存在,基态电子状态是X8Σ-(PuC+)和X9Σ-(PuC2+),并导出了相应的几何性质、力学性质和光谱数据.PuC3+(6Σ、8Σ)分子离子不能稳定存在.     

(GaP)n,(GaP)+n和(GaP)-n(n=1～6)团簇的几何结构与稳定性

用密度泛函理论(DFT)的B3L YP方法,在6-31G*水平上,对(GaP)n,(GaP)n 和(GaP)n-(n=1~6)团簇的几何结构、红外光谱和热力学稳定性及电子态进行了研究.得到了(GaP)n,(GaP)n 和(GaP)n-(n=1~6)团簇的基态结构.结果表明:团簇的电荷状态对簇合物的结构有影响;在(GaP)n,(GaP)n 和(GaP)n-(n=1~6)团簇中,n=3,5团簇的基态结构较稳定.     

Pdn Pbm(n+m≤5)混合团簇的结构与光谱性质

在相对论有效原子实势(RECP)近似下,用密度泛函中的B3LYP/LANL2DZ方法,对纯Pbn(n=2-5)团簇、PdnPbm(n+m≤5)混合团簇的各种可能几何构型进行全优化计算,得到它们的基态结构和光谱性质;从结构和振动光谱两个方面分析了其形成规律;最后计算了团簇的能级分布和最高占据轨道(HOMO)与最低空轨道(LUMO)之间的能级间隙(HLG),分析了团簇的化学活性.     

InnAsn (n=1-20)小团簇几何结构与电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用B3LYP下的赝势基组LanL2DZ,研究了InnAsn (n=1-20)团簇的基态几何结构、相对稳定性、电子性质及其振动光谱. 结果表明,当n=5-11时团簇的基态构型为层状结构; 当n=12-20时团簇的基态构型为笼状结构. 团簇平均结合能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙均在n=9,12,18出现极大值,说明In9As9、In12As12和In18As18为幻数团簇. 另外,HOMO-LUMO能隙的计算结果表明InnAsn (n=1-20)团簇具有宽带隙半导体特征.     

PuHn+(n=1,2,3)分子离子的势能函数与稳定性

用密度泛函B3LYP方法对PuHn (n =1,2 ,3)分子离子进行了理论研究 .结果表明 ,PuH ,PuH2 分子离子能稳定存在 ,基态电子状态是X7Σ-(PuH )和X8Σ-(PuH2 ) ,并导出了相应的几何性质、力学性质和光谱数据 .PuH3 ( 7Σ-)分子离子不能稳定存在 .     

YnO(n=16,17,18)分子基态的结构与分析势能函数

应用密度泛函理论的B3LYP方法,在Y的有效原子实势近似下,O原子选用6-311+G(3df)和AUG-cc-PVTZ基组,优化计算了Y nO(n=16)分子基态的能量,平衡结构,和谐振频率。根据原子分子反应静力学原理,导出了Y nO(n=16,17,18)分子基态的合理离解极限。通过优化计算结果和已有的实验数据对比,得出CRENBL ECP/AUG-cc-PVTZ混合基组为对体系进行计算的最优基组。基于此,在B3LYP/ CRENBL ECP/AUG-cc-PVTZ水平也对Y nO(17,18)进行了结构优化和频率计算,同时对YO分子基态的势能面进行了单点能扫描。并采用最小二乘法拟合得到了相应的Murrell-Sorbie势能函数。计算出了相应的力常数（f2,f3,f4）和光谱常数（Be, αe, ωe, ωeχe,De）。结果与已有的实验数据吻合的很好。     

PtIr0n,±(n=1～5)团簇电子结构与振动光谱的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法对PtIr0n,±(n=1～5)团簇基态构型的自然键轨道(NBO)、光谱、芳香性和极化率进行理论研究.结果表明:团簇形成过程中Pt得到电荷,而对于Ir原子,电荷有得有失,部分Ir原子失去的电荷转移到Pt原子及其它Ir原子上;原子数较多的团簇红外(IR)光谱和Raman谱中出现较多的振动峰,其中PtIr4-团簇的IR光谱及Raman光谱的振动峰最强;团簇PtIr3、PtIr5、PtIr5+具有芳香性;PtIr0n,±(n=1～5)团簇原子间的成键相互作用随n的增加而增强,团簇PtIr3、PtIr5+电子结构相对不稳定,离域效应较大,阴离子团簇的电子结构的稳定性随着原子数增加逐渐增强,离域效应逐渐减小.     

YnO(n=16,17,18)分子基态的结构与分析势能函数

应用密度泛函理论的B3LYP方法,在Y的有效原子实势近似下,O原子选用6-311+G(3df)和AUG-cc-PVTZ基组,优化计算了Y nO(n=16)分子基态的能量,平衡结构,和谐振频率。根据原子分子反应静力学原理,导出了Y nO(n=16,17,18)分子基态的合理离解极限。通过优化计算结果和已有的实验数据对比,得出CRENBL ECP/AUG-cc-PVTZ混合基组为对体系进行计算的最优基组。基于此,在B3LYP/ CRENBL ECP/AUG-cc-PVTZ水平也对Y nO(17,18)进行了结构优化和频率计算,同时对YO分子基态的势能面进行了单点能扫描。并采用最小二乘法拟合得到了相应的Murrell-Sorbie势能函数。计算出了相应的力常数（f2,f3,f4）和光谱常数（Be, αe, ωe, ωeχe,De）。结果与已有的实验数据吻合的很好。     

InC_n~+(n=1-10)团簇的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论的B3LYP方法,在LANL2DZ水平上对碳基混合团簇InC_n~+(n=1—10)进行了系统研究,得到了这个团簇体系的最稳定几何构型以及基态结构的电子态、最低振动频率、总能量、自旋污染期望值、偶极距、转动常数等.计算结果显示:团簇的最稳定结构是In原子位于碳链末端的直线型构型;n为偶数的基态是三重态,除InC~+外,n为奇数的基态是单态.通过对增量结合能和能量二阶差分的计算和分析可以得出,随着团簇尺寸的增加,团簇的稳定性表现出强烈的奇强偶弱振荡规律.电离能的计算结果进一步证实了这种振荡规律的正确性.对系列团簇基态的磁性研究表明,团簇的磁矩随团簇尺寸的增加呈现出明显的奇弱偶强振荡规律.极化率的计算结果显示,极化率张量的平均值及各向异性不变量都随着团簇尺寸的增大而增大.     

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.     

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.     

超冷(36D5/2+6S1/2)里德伯分子的制备及其电偶极矩的测量

里德伯-基态分子由一个里德伯原子和一个基态原子组成,束缚机制是里德伯电子与基态原子的低能电子散射相互作用.理论上,通过低能电子散射Fermi赝势模型,数值计算了铯(36D_5/2+6S_1/2)里德伯-基态分子的绝热势能曲线,提取了里德伯分子的束缚能和平衡核间距等光谱参数.实验上,利用双光子光缔合技术成功制备了散射三重态(^T∑,Triplet)和散射单重态-三重态混合(^S,T∑,Mixed)形成的里德伯-基态分子,获得了里德伯分子的光缔合光谱,测量的势阱深度与理论计算结果相吻合.另外,以散射三重态为例,分析了里德伯分子的光缔合光谱在外加电场中的展宽现象,获得其平均永久电偶极矩|d|为(12.10±1.65) Debye ((4.76±0.65)ea₀),与理论计算结果保持一致.该研究为实验上制备D态里德伯-基态分子提供了可行的实验方案,对理解里德伯分子的光谱特性具有重要意义.     

GanNm+(n=1～8,m=1～2)团簇的结构及稳定性的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-31C*水平上对GanN (n=2～8)和GanN2 (n=1～7)阳离子团簇的几何结构、稳定性和振动频率等进行研究,得到GanN (n=2～8)和GanN2 (n=1～7)阳离子团簇的基态结构.其中,GanN (n=2～8)团簇在总原子数≤6时,其几何结构为平面结构,总原子数＞6时,其几何结构为立体结构,N原子位于立体结构的中心;GanN2 (n=2～7)团簇在总原子数≤7时,其基态几何结构为平面结构,总原子数＞7时,其基态几何结构为立体结构;原子总数为奇数的团簇Ga4N ,Ga6N ,Ga3N2 和Ga5N2 的基态结构较稳定.     

Li2Bn(n=1～10)团簇的几何结构和电子性质

应用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法在6-311+G(d)水平上计算并分析Li2Bn(n=1～10)团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分和极化率等物理化学性质.由此讨论了团簇的几何结构和电子性质.研究表明:Li2Bn(n=1～10)团簇基态大多为主体构型,能级间隙和二阶能量差分结果表明Li2B8为幻数团簇.对平均线性极化率和极化率的各向异性不变量研究表明,基态Li2Bn团簇的电子结构随B原子的增加虽然趋于紧凑,但尚未形成特定的堆积方式.     

GaC_n/GaC_n~+/GaC_n~-(n=1-10)团簇磁性和极化率的理论研究

本文中我们采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311+G*和LANL2DZ水平上对碳基混合团簇GaC_n/GaC_n~+/GaC_n~-(n=1-10)的磁性和极化率进行了研究,计算结果发现,除了GaC_2/GaC_2~+/GaC_2~-以外,这一系列团簇的基态构型是Ga原子位于碳链的末端的直线型.对系列团簇基态的磁性进行了分析,得到的结果是:对于中性团簇,其磁矩是随着团簇尺寸的增加而单调减小,阳离子和阴离子团簇的磁矩都随团簇尺寸的增加呈现出明显的奇偶振荡,但阳离子是奇弱偶强,而阴离子团簇则是奇强偶弱.本文还研究了系列团簇的极化率,三种类型团簇的极化率张量的平均值和各向异性不变量都表现出基本相同的规律,都是随着团簇尺寸的增大而增大.