钛乙烯储氢材料的热力学和动力学性质研究

之前的工作中已经预测了钛乙烯（C2H4Ti）储氢的几何结构,本文将继续利用密度泛函理论（DFT）和B3LYP杂化密度泛函方法来计算之前预测出的C2H4Ti(H2)n结构中的C2H4Ti和H2反应的焓变和自由能变。通过焓变和自由能变的计算结果,可以看出：钛乙烯在298K、250K、200K下可以稳定的吸附5个氢分子,同时放出大量的热量,生成的C2H4Ti(H2)n化合物在常温下也具有热力学稳定性。此外,本文通过Gaussian03中的伯恩近似分子动力学（BOMD）方法计算了C2H4Ti(H2)5化合物在298K、250K、200K三个温度下的动力学性质。通过动力学研究的结果,可以发现钛乙烯分子在常温298K下储氢时间不长;同时得到钛乙烯分子在200K下能长时间稳定吸附五个氢分子,这进一步表明降低温度对钛乙烯分子稳定储氢是有利的。     

Density functional study of uranyl （VI） amidoxime complexes

Uranyl (Ⅵ) amidoxime complexes are investigated using relativistic density functional theory. The equilibrium structures, bond orders, and Mulliken populations of the complexes have been systematically investigated under a generalized gradient approximation (GGA). Comparison of (acet) uranyl amidoxime complexes ([UO 2 (AO) n ] 2 n , 1≤ n ≤4) with available experimental data shows an excellent agreement. In addition, the U-O(1), U-O(3), C(1)-N(2), and C(3)-N(4) bond lengths of [UO 2 (CH 3 AO) 4 ] 2 are longer than experimental data by about 0.088, 0.05, 0.1, and 0.056 A. The angles of N(3)-O(3)-U, O(2)-N(1)-C(1), N(3)-C(3)-N(4), N(4)-C(3)-C(4), and C(4)-C(3)-N(3) are different from each other, which is due to existing interaction between oxygen in uranyl and hydrogen in amino group. This interaction is found to be intra-molecular hydrogen bond. Studies on the bond orders, Mulliken charges, and Mulliken populations demonstrate that uranyl oxo group functions as hydrogen-bond acceptors and H atoms in ligands act as hydrogen-bond donors forming hydrogen bonds within the complex.     

LaNi5电子与能量结构的全电子计算

在全电子水平上,基于广义梯度近似(GGA)密度泛函和全势能线性缀加平面波方法(FLAPW),计算给出了LaNi5的晶体结构、能带结构、电子密度、状态密度(DOS),以及势能结构;并比较分析了自旋极化(Spin-Polarization)对这些性质的影响.全电子计算的晶体结构与实验结果符合得很好;考虑自旋极化后,仅计算出能量约为降低,而对优化结构的影响不明显.?     

Li2分子X1∑+g,A1∑+u和B1Ⅱu态的势能函数

使用SAC/SAC-CI方法,利用D95、D95(d)、6-311g以及6-311g(d)等基组,对Li2分子的基态(X1∑+g)、第一激发态(A1∑+u)及第二激发态(B 1Ⅱu)的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过对四个基组的计算结果的比较,得出了D95(d)基组为四个基组中的最优基组的结论;使用D95(d)基组,利用SAC的GSUM(Group Sum of Operators)方法对基态(X1∑+g)、SAC-CI的GSUM方法对激发态(A1∑+u和B1Ⅱu)进行单点能扫描计算,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得到了相应电子态的完整势能函数;从得到的势能函数计算了与基态(X1∑+g)、第一激发态(A1∑+u)和第二激发态(B1Ⅱu)相对应的光谱常数(Be,αe,ωe和ωexe),结果与实验数据较为一致.其中,基态、第一激发态与实验数据吻合得非常好.     

液相外延生长Cr,Ca：YAG晶体的光谱特征

由液相外延方法在YAG晶体衬底上得到了可饱和吸收的Cr,Ca:YAG晶体外延层，给出了Cr,Ca:YAG晶体外延层在500nm-150nm范围内的室温吸收光谱曲线。分析表明，由外延方法获得的Cr,Ca:YAG晶体娟收光谱的主要特征与提拉法晶体基本相同，但发现在750nm左右存在一个弱的吸收峰。这个吸收峰极有可能产生于四面体格拉的Cr^5 ，可以归属到电偶极容许的^1B1(^2E)→^2B2(^2T2）跃迁。     

He2+和He2++分子离子基态和激发态的特性研究

采用SAC/SAC-CI方法在CC-PV5Z基组下, 计算研究了He2+、He2++的基态及低激发态的分子特性, 给出了其基态和一些激发态的势能函数和光谱数据(Be、αe、ωe和ωeχe). 从群论出发推导了相应状态的离解极限；与已有实验结果的He2+(X2Σu+)相比, 计算结果令人满意. 还计算了激发态2Πu、4Σu+和4Πg的结构与光谱数据. 对于He2++, 计算的九个电子态中只有三个态(X1Σg+、1Σg+和1Σu+)属束缚态, 并得到了其光谱常数. 用价键理论模型的不相交规则对He2++基态的势能曲线极大点产生的原因做了较好的分析.     

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.     

氦对LaNi5晶体结构的影响及其扩散特性研究

从密度泛函理论为基础的第一性原理出发,运用全势能线性缀加平面波(FLAPW)方法,对氚衰变后氦在合金中的占位以及LaNiHe晶体结构进行了理论计算,并系统给出了氦在间隙间的迁移曲线.结果表明,氦原子在十二面体(1 b)格位最稳定,并且氦从6m格位向1 b格位迁移不存在势垒,而从2d格位向1 b格位迁移则需越过1.55 eV高的势垒.另外,氦从12n格位穿过12o格位最后到达6m格位也无明显势垒存在,并且处于4h格位之间的氦原子可以自由迁移,而相应12n格位之间的直接迁移则需跨越13.6 eV高的势垒.最后还计算给出了氚衰变后合金的态密度、电子密度以及势能分布图,并与相应的LaNi5H结构作了详细比较.     

BeH,H2和BeH2的分子结构和势能函数

用二次组态相关(QCISD)和密度泛函(B3LYP)方法, 选用6-311++g(d,p), 6-311++g(3df,3pd)和D95(3df,3pd)基组对H₂, BeH和BeH₂分子的结构进行优化. 得到它们的基态电子态分别为H₂(¹Σ_g), BeH(²Σ)和BeH₂(¹Σ_{g 关键词： BeH 2}')" href="#">BeH₂ 2')" href="#">H₂ 二次组态相关(QCISD) 势能函数     

Density functional study of uranyl （VI） amidoxime complexes

Uranyl (VI) amidoxime complexes are investigated using relativistic density functional theory. The equilibrium structures, bond orders, and Mulliken populations of the complexes have been systematically investigated under a generalized gradient approximation (GGA). Comparison of (acet) uranyl amidoxime complexes ([UO₂(AO)_n]^2-n, 1 ≤ n ≤ 4) with available experimental data shows an excellent agreement. In addition, the U-O(1), U-O(3), C(1)-N(2), and C(3)-N(4) bond lengths of [UO₂(CH₃AO)₄]^2- are longer than experimental data by about 0.088, 0.05, 0.1, and 0.056 Å. The angles of N(3)-O(3)-U, O(2)-N(1)-C(1), N(3)-C(3)-N(4), N(4)-C(3)-C(4), and C(4)-C(3)-N(3) are different from each other, which are due to existing interaction between oxygen in uranyl and hydrogen in amino group. This interaction is found to be intra-molecular hydrogen bond. Studies on the bond orders, Mulliken charges, and Mulliken populations demonstrate that uranyl oxo group functions as hydrogen-bond acceptors and H atoms in ligands act as hydrogen-bond donors forming hydrogen bands within the complex.