He-N2O的从头算势能面及振转能级

采用超分子MP4方法和较大的基组计算得到了He-N₂O体系的分子间势能面,发现该势能面有3个极小值点,分别对应T形构型及两个线性He-ONN和He-NNO构型.同时采用离散变量表象方法预测了体系的振转能级,计算结果表明,MP4势能面支持5个振动束缚态.     

预测[C,O,S]体系的稳定异构体

采用 DFT, QCISD及CCSD(T)方法对单重态和三重态的COS分子体系势能面进行了理论计算, 在 QCISD/6-311G(d) 水平上得到4个过渡态连接的6个稳定构型. 经动力学及热力学分析发现只有一个单重态线性的分子11(O—C—S) 能够稳定存在.     

酪胺酸-色胺酸缩聚二肽分子内电子转移速率常数的从头算研究

用量子化学从头算方法对色氨酸－酪氨酸缩聚二肽体系进行电子转移动力学参数的计算。用ＵＨＦ／６－３１Ｇ方法分别优化给体,受体和桥体的几何构型,用线性反应坐标构造了给体和受体分子间电子转移的双势阱,得到两透热势能面在Ｒｃ约为０处交叉,表面气相反应为无能垒过程。     

Ne-CO2的从头算势能面及微波光谱

采用三重激发校正的耦合簇[CCSD(T)]方法和大基组计算了范德华复合物Ne-CO2的分子间势能面. 分子间相互作用能的计算采用考虑了基组重叠误差修正的超分子方法. 计算结果表明, 该势能面有两个极小值点, 分别对应T形构型和线性Ne-OCO构型. 采用离散变量表象(DVR)方法及Lanczos算法计算了Ne-CO2的振转能级. 计算结果表明, 体系势能面支持22个振动束缚态. 计算得到的微波光谱的跃迁频率与实验值吻合得很好.     

多原子反应体系的高精度拟合势能面

本文介绍了近几年来我们组构建多原子反应体系的高精度拟合势能面的进展。我们基于神经网络(NN)方法,成功构建了多原子气相分子体系和气相分子在金属表面解离的一系列势能面。这些势能面的拟合精度相当高,并且经过了严格的量子动力学测试,能广泛应用到动力学研究中。我们还提出了一种新的置换不变势能面的拟合方法,即基本不变量神经网络方法(FI-NN)。基本不变量的使用极大地减少了神经网络输入层多项式的个数,有效提高了势能面的计算速度。     

聚合物链构象的研究 Ⅰ.1,2-聚丁二烯的构象分析

本文应用Flory的链分子统计理论研究1,2-聚丁二烯的链构象,选择固定键长和键角的分子模型,计算构象能,构成势能面图,并由势能面的构型积分,得到了表征1,2-聚丁二烯链构象特征的统计权重矩阵.     

基于新一代密度泛函和神经网络势能面的量子反应动力学计算

介绍了近年来发展起来的新一代密度泛函XYG3及利用神经网络构造分子体系势能面的最新进展。以H₃和CH₅等体系为实例,表明基于高效准确的密度泛函电子结构计算,与神经网络高精度势能面构造的理想结合,可以得到可靠的化学动力学结果,并有望用于更大更复杂的体系。     

聚合物链构象的研究I: 1,2-聚丁二烯的构象分析

本文应用Flory的链分子统计理论研究1,2-聚丁二烯的链构象,选择固定键长和键角的分子模型,计算构象能,构成势能面图,并由势能面的构型积分,得到了表征1,2-聚丁二烯链构象特征的统计权重矩阵.     

锂(100)面上H_2H+H反应动力学的理论研究

本文在H-Li(100)面吸附扩散的ab initio SCF势能面基础上构造了(H_2H+H)/Li(100)面相互作用的推广LEPS势能面,并用QCT方法研究了该体系的反应动力学行为。分析势能面特征得到:H_2在Li(100)面上的吸附无需活化能,H_2在Li(100)面上的解离吸附与吸附位及吸附模式密切相关,H_2的卧式解离比立式解离要容易得多。分析各种碰撞轨迹得到:低覆盖度下双氢原子的表面复合几率很小,H_2的表面解离几率受到H_2振动量子数的控制。本文构造了一种适合于动力学研究的气体-金属表面相互作用势能面,并且,动力学QCT计算结果能够对H_2表面活化的分子束实验作出合理的解释。     

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。     

Xe-N2O复合物的分子间势能面和振转光谱的理论研究

采用CCSD(T)方法研究了范德华分子体系Xe—N2O复合物的势能面和振转光谱性质,研究表明,该势能面有两个极小点,分别对应T构型和线性Xe—ONN构型,采用离散变量表象和Lanczos算法计算了体系的振转能级,计算结果表明,CCSD(T)势能面支持97个振动束缚态,并对能级进行了指认,计算得到的Xe—N2O转动跃迁频率与实验值吻合得很好。     

SiCS分子结构及其稳定性的理论研究

采用DFT,QCISD及CCSD(T)方法对单重态、三重态SiCS的分子体系势能面进行理论计算,在QCISD/6-311G(d)水平上得到由3个过渡态连接的5个稳定构型.经动力学及热力学分析均是稳定的三重态线型分子SiCS(³1)、单重态线型分子SiCS(¹1)以及单重态的环状分子cSiCS(¹2).     

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.     

精确固定节面量子Monte Carlo差值法

提出了精确固定节面量子Monte Carlo差值法, 这个新算法能够在精确固定节面量子Monte Carlo方法的基础上直接计算两个体系之间的能量差, 且使计算结果的统计误差达到10-5 hartree 数量级, 获得电子相关能90%以上. 我们把这个新算法应用于分子势能面的研究中, 使用一个“刚性移动”模型, 利用Jacobi变换使分子两个几何构型的能量计算具有很好的正相关性, 因而能得到准确的能量差值, 由此就可以得到精确的分子势能面.     

Ne-HCl势能面和振转光谱的理论研究

利用量子化学计算方法CCSD(T)和大基组aug-cc-pVTZ加键函数3_s3_p2_d对Ne-HCl体系的分子间势能面进行了理论研究.结果表明,势能面上有两个势阱,分别对应于线性Ne-ClH和Ne-HCl构型.通过精确求解核运动方程发现,该从头算势能面分别支持5个(对Ne-HCl)和7个(Ne-DCl)振动束缚态.计算得到的振转跃迁频率与实值值吻合.     

肽链体系中的长程电子转移: 酪氨酸与色氨酸间电子转移的理论研究

用电子转移的半经典模型和量子化学半经验方法对色氨酸-酪氨酸二肽体系进行电子转移动力学参数计算.用AM1方法分别优化给体、受体和桥体几何构型,用线性反应坐标的构造了给体和受体分子间电子转移的双势阱,得到两透热势能面交叉处的反应坐标为R=(约等于)0.10,并确定了反应的内重组能及反应热.对色氨酰酪氨酸和酪氨酰色氨酸体系进行闭壳层HF自洽场计算,按Koopmans定理计算体系分子轨道分裂能值A(三角形),在R约为0处发现了A(三角形)的极小值,从而获得色氨酰酪氨酸及酪氨酰色氨酸体系分子内电子转移的电子转移矩阵元V~D~A分别为0.96kJ.mol^-^1和0.87kJ.mol^-^1.采用Marcus双球模型估算反应的溶剂重组能为64.60kJ.mol^-^1。     

势能面拓扑结构失稳与A+B2反应途径分叉条件

研究势能面拓扑结构对认识势能面的复杂性，分析势能面的关键区域，简化量化计算以及了解反应机理等都具有极其重要的意义＊．近些年来，关于势能面反应途径分又研究表明：势能面拓扑结构失稳会导致反应途径分叉，从而使得分子体系出现一系列新的现象和规律［’－’］．根本上来说，势能面拓扑结构最终由临界点的拓扑性质以及其数目所决定［‘1．因而研究势能面临界点的种类及其变化有至关重要的作用·本文用微分动力学系统定性方法分析了势能面上临界点的拓扑结构类型，并给出平面线性线系统势能面拓扑结构失稳的条件；针对三原子A＋BZ反…     

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.     

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.     

精确固定节面量子Monte：Carlo差值法

本文提出了精确固定节面量子Monte Carlo差值法，这个新算法能够在精确固定节面量子Monte Carlo方法的基础上直接计算两个体系之间的能量差，且使计算结果的统计误差达到10-2 kJ/mol 数量级，获得电子相关能90%以上。我们把这个新算法应用于分子势能面的研究中，使用一个“刚性移动”模型，利用Jacobi变换使分子两个几何构型的能量计算具有很好的正相关性，因而能得到准确的能量差值，于是精确的分子势能面就可以得到。这个新算法已经被使用到BH分子基态势能曲线和H₃分子势能面的研究。这个算法还可应用于分子光谱、化学反应能量变化值等领域的研究。