锕系双原子分子的从头算研究

用相对论有效原子实势(RECP)和密度泛函方法(B3LYP),采用U和Pu原子的紧缩价基集合[5s4p3d4f]/[3s3p2d2f],优化了U2和Pu2分子的平衡结构,得到它们的长键长(LBL)和短键长(SBL)分别为:U2分子是0.38965和0.29927 nm,Pu2分子是0.45375和0.35202 nm;导出了基态和最低激发态的势能函数,计算出它们的力常数、光谱数据和离解能.     

基态UC2分子的结构和势能函数

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法和相对论有效原子实势理论模型(RECP),对UC2分子可能的结构进行优化计算,得到UC2分子稳定构型为角形C-U-C(C2v);由微观可逆性原理,判断了UC2分子的离解极限;并且导出了基态UC2分子(X 5B1)的多体项展式势能函数,其势能面等值图展现了C-U-C(C2v)稳定结构;根据势能面等值图,讨论了C+UC(X 3П)反应和U+C2(X 1∑+g)反应的势能面静态特征.     

MTl (M＝Cu,Au, Ag)分子的势能函数与稳定性的密度泛函研究

根据原子分子反应静力学原理导出了MTl (M＝Cu, Ag, Au)分子基态电子状态及其离解极限, 并在B3LYP/LANL2DZ水平上计算了平衡几何、振动频率和解离能. 利用Murrell-Sorbie 函数拟合出了解析势能函数, 并计算出光谱参数和力常数. 计算结果表明该分子体系是稳定存在的, 其中AuTl分子具有强较稳定性.     

PdH2、YH2分子的结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法,对钯和钇原子采用SDD收缩价基函数,氢原子采用6-311＋＋G**全电子基函数,对PdH2和YH2体系的结构进行优化计算,得到PdH2分子最稳态为C2v构型,电子组态为1A1,平衡核间距RPdH=0.1692 nm,键角∠HPdH=29.4°,离解能De=5.5212 eV,基态简正振动频率:ν1(b2)=1470.1 cm－1、ν2(a1)=1007.9 cm－1、ν3(a1)=2907.0 cm－1.YH2分子最稳态也为C2v构型,电子组态2A1,RYH=0.1962 nm,∠HYH=114.3°,De=5.6691 eV,基态简正振动频率:ν1(b2)=1457.9 cm－1、ν2(a1)=476.0 cm－1、ν3(a1)=1506.3 cm－1.由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限.并用多体项展式理论方法分别导出基态PdH2和YH2分子的势能函数,其等值势能面图准确地再现了PdH2和YH2分子的结构特征和离解能,由此讨论了Pd ＋ H2和Y ＋ H2分子反应的势能面静态特征.     

PuN基态分子势能函数与热力学函数的理论计算

在Pu的相对论有效原子实势近似和N原子6-311G*全电子基函数下,用密度泛函B3LYP方法计算得到PuN分子基态X6∑+的结构与势能函数、力常数与光谱数据.同时计算得到PuN(g)分子在298 K时的标准生成热力学函数△fH0、△S0和△fG0,分别为-487.239 kJ/mol、95.345 J/mol K和-515.6661 kJ/mol.     

PdYH分子的结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法, 对钯和钇原子采用SDD收缩价基函数, 氢原子采用6-311＋＋G**全电子基函数, 对PdY和PdYH体系的结构进行优化. 计算表明: PdY分子的几何构型为C_∞v, 其基态为X²Σ^＋态, 键长R＝0.24168 nm, 离解能为D_e＝2.8261 eV, 谐振频率ω_e＝254.0656 cm^－1, 并拟合得到Murrell-Sorbie势能函数; PdYH分子最稳态为C_s构型, 电子组态为¹A', 平衡核间距R_PdY＝0.24281 nm, R_YH＝0.19824 nm, 键角∠PdYH＝116.7157°, 离解能D_e＝5.6146 eV, 基态简正振动频率: 对称伸缩振动频率ν₁ (a')＝348.2909 cm^－1, 弯曲振动频率ν₂ (a')＝243.3382 cm^－1, 反对称伸缩振动频率ν₃ (a')＝1442.2695 cm^－1. 由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限. 并用多体项展式理论方法分别导出基态PdY和PdYH分子的势能函数, 其等值势能面图准确地再现了PdY和PdYH分子的结构特征和离解能, 由此讨论了Pd＋Y＋H分子反应的势能面静态特征.     

KH(KD)分子基态(X~1Σ~+)的结构与势能函数研究

利用群论及原子分子反应静力学的有关原理,推导了KH(KD)分子基态X1Σ+的电子态和合理的离解极限.采用Gaussian03程序包中的多种方法和基组,对KH(KD)分子基态X1Σ+的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过比较计算结果,发现B3LYP为最优方法,6-311g(3df,3pd)为最佳基组.运用优选出的方法和基组对KH(KD)分子基态进行了单点势能扫描,然后分别采用Murrell-Sorbie函数及修正的Murrell-Sorbie+c6函数进行了非线性最小二乘拟合,得到了KH(KD)分子基态的势能函数和相应的光谱常数.计算结果表明,利用修正的Murrell-Sorbie+c6函数计算所得的光谱常数与实验数据吻合得更好.     

PuC和PuC2的分子结构与势能函数

采用密度泛函B3LYP方法和相对论有效原子实理论模型优化出PuC和PuC2分子稳定构型,其电子状态分别为X5Σ－和X5A2.PuC2分子为C2v构型,其∠CPuC=147.67°,平衡核间距Re=0.22819 nm, 离解能De=5.543 eV, 并计算出谐振动频率:ν1=61.736 cm－1、ν2=229.894 cm－1、ν3=305.582 cm－1.在此基础上,运用多体项展式理论方法,导出了基态PuC2分子的分析势能函数,该势能面准确地再现了PuC2分子的稳定结构,并根据势能面等值图讨论了PuC＋C反应和Pu＋C2反应的势能面静态特征.     

基态Li2O＋分子的结构和势能面研究

以6-311＋＋G(d)为基函数, 采用CASSCF方法优化出Li2O＋分子的稳定构型为线形Li-O-Li (C∞V), 电子组态为2∏, 并对平衡核间距、离解能和基态简正频率进行了计算. 根据原子分子反应静力学原理, 导出了Li2O＋分子的合理的离解极限. 并运用多体展式理论方法首次导出了基态Li2O＋分子的分析势能函数, 绘出了势能等值图, 其势能等值图准确地再现了Li2O＋分子的平衡结构特征.     

OUH体系的结构和分析势能函数

采用密度泛涵B3LYP方法优化出了OUH分子的各种结构，确定了最稳定构型和离解能，以及它们的谐性力常数，并导出双原子分子UH,UO的Murrell-Sorbie势能函数及其光谱数据。采用多体项展式方法，导出OUH(X^4A')基态分子的分析势能函数，获得OUH(X^4A')体系的势能面，考察了这个势能函数的基本性质，正确地复现出OUH分子的平衡结构特征，结果表明：U+OH,O+UH,H+UO的反应均为无阈能的放热能反应。为进一步探讨OUH体系的反应动力学过程打下了基础。     

二氧化钚分子的多体展式势能函数

从导出基态PuO2分子的电子状态X5Σ g正确地判断其离解极限出发,采用MP2方法,应用相对论有效原子实模型(RECP)优化出PuO2(X5Σ g)分子稳定构型为线性OPuO(D∞h),其平衡核间距Re=0.18004nm.同时也计算出振动频率,并优化出存在亚稳态的Pu-O-O(C∞v)构型.使用多体项展式理论方法,导出了基态PuO2分子的分析势能函数.该势能表面准确地再现了O-Pu-O(D∞h)平衡结构和亚稳态的Pu-O-O(C∞v)构型.然后根据势能函数等值图讨论了O(3Pg) PuO反应的势能面静态特征.     

LaH分子结构和基态势能曲线的量子化学计算

用常规的单参考态HF、B3LYP、MPn、QCISD(T)方法在能量一致相对论有效势近似下计算了LaH分子平衡结构和基态势能曲线,考察了这些方法在计算远离平衡的金属氢合键体系势能时存在的不趋于离解极限的缺陷,提出了从B3LYP的平衡位置附近势能曲线拟合得到适用于整个空间范围的Murrell-Sorbie解析势能函数的计算方法,由此计算的振转常数和已有的实验光谱数据完全吻合.     

PuN和PuN_2基态分子的结构与势能函数

用相对论有效原子实势和密度泛函理论方法对PuN和PuN_2分子的结构进行优化 ，得到了其平衡几何构型和谐振频率。采用最小二乘法拟合出PuN基态分子的 Murrell-Sorbie解析势能函数，在此基础上推导出光谱数据和力常数，并用多体展 式理论导出PuN_2基态分子的解析势能函数，正确地反映了其平衡构型特性。     

PdN、PdN2分子的结构与势能函数*

在Pd 的RECP 近似下, 运用B3LYP 方法, 对Pd 采用基集合SDD, 对N 采用基集合AUG鄄cc鄄pVTZ, 对PdN 和PdN2分子的微观结构进行了理论计算. PdN 分子的基电子状态为4撞-, PdN2分子的最稳定构型为单重态的线性Pd—N—N(C肄V),其电子状态为1撞+. 采用最小二乘法拟合出PdN 分子的Murrell鄄Sorbie 势能函数, 使用多体展式理论导出了势函数中的参数, 进而给出PdN2分子基态势函数的解析表达式, 其势能面准确地复现了平衡稳态结构和能量关系, 表现了Pd 内迁移的详细过程, 存在一个C2V构型的鞍点(RNN=0.11700 nm, RPdN=0.22088 nm). 由图得到内迁移的能垒为0.5197 eV, 与计算值0.4560 eV 接近.