碳分子线基态特性理论研究

从第一原理出发,利用密度泛函理论B3LYP系统研究了碳分子线Cn(n＝3～10)的电子结构特性.对优化结果分析发现,由于离域效应的作用,当n为奇数时,分子线基态为单重态,反之,当n为偶数时,三重态为其稳定的基态.对其电子结构分析可得,随着n的增加,体系能量逐渐降低;同时本文确定了分子线体系最高占据轨道HOMO能量EH、最低未占据轨道LUMO能量EL与n的关系式,即EHn-2＜EHn＜EHn+2,ELn-2＞ELn＞ELn+2.因而碳分子线的费米能级会表现出特有的奇偶性.该工作将有利于准确认识分子器件的伏安特性,设计出良好性能的分子器件.     

B_2分子X~3Σ_g~-和A~3Σ_u~-态的势能函数

使用SAC/SAC-CI方法,利用D95(d),6-311g**以及cc-PVTZ等基组,对B2分子的基态(X3Σg-)和第一激发态(A3Σu-)的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过对3个基组的计算结果的比较,得出了D95(d)基组为3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(X3Σg-),SAC-CI的GSUM方法对激发态(A3Σu-)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(X3Σg-)和第一激发态(A3Σu-)相对应的光谱常数(Be,αe,ωe和ωeχe),结果与实验数据吻合.     

铁分子Fe2的自旋极化效应

采用密度泛函方法(B3P86)对 Fe_2分子结构进行了优化.计算结果中未观察到自旋污染,基态波函数与高态波函数并未混杂,结果表明,Fe_2中有8个未配对电子,这些电子空间分布不同和自旋平行产生的自旋极化效应,使 Fe_2能量最低.计算结果表明,Fe_2分子的基态是~9∑_g~ ,并非~7Δ_u,进而表明 Fe_2的自旋平行效应比电子自旋配对效应要强.计算得到该分子基态的二阶、三阶和四阶力常数分别为1.4115×10~(-2)aJ/nm~2、-37.1751×10~3aJ/nm~3和 98.7596×10~4aJ/nm~4；光谱数据ω_eχ_e、B_e、α_e分别为0.3522、0.0345、 0.4963×10~(-4)cm~(-1)；离解能为3.5522eV,平衡键长为0.2137nm,振动频率为292.914cm~(-1)；并得到了 Murrel-Sorbie 函数.     

锂原子修饰碳原子链团簇的结构和储氢性能研究北大核心CSCD

利用密度泛函理论研究锂原子修饰线型碳原子链团簇Li2Cm（m＝2－8）的结构及其储氢性能．结果表明, Li原子可键合于碳链团簇的两端,Li原子本身不发生团聚,氢在Li2 Cm （ m＝2－8）中能以分子形式吸附,每一个Li原子最多可吸附5个氢分子,氢分子的平均吸附能为0．460～2．276 kcal·mol^－1．其中Li原子修饰C2团簇的质量储氢分数最大,为34．72 wt％,表明了它在常温常压条件下作为储氢材料的可行性．     

自由基SiH_2分子配分函数的计算

利用Gaussian03程序包,在B3P86/cc-PV5Z水平上对自由基SiH_2分子基态X~1A_1几何结构进行优化计算,得到其平衡几何结构、谐振频率和转动常数等性质参数;采用乘积近似法计算了自由基SiH_2分子基态X~1A_1从低温20 K到高温6000 K温度范围内的总配分函数.其中,转动配分函数采用WATSON的刚性转子模型,振动配分函数采用谐振子近似.然后我们把20～6000 K的温度范围划分为五个区间段,计算的总配分函数在这五个温度区间分别被拟合到一个温度T的四阶多项式,从而在每个区间均得到五个拟合系数.由这些拟合系数就可以快速、准确的获得该分子在所研究温度范围内任意温度的总的配分函数.     

氢同位素氚水T2 O((X)1A1)的解析势能函数

获得T2 O(X1A1)解析势能函数的主要困难在于Born-Oppenheimer近似下T2 O(X1A1)与H20(X1A1)势能函数的不可区分性.然而,在Bom-Oppenheimer近似下,分子势能函数实际上是键长、键角这些内坐标的函数,内坐标与核的运动相关,因而与分子振动频率、力常数和同位素质量有关.基于这种关系.用核运动效应对Born-Oppenheimer近似下T2 O(X1A,1)的电子能量进行修正,可获得体现同位素氢和氚质量差异的力常数,其结果与有关文献值是相符的.然后用多体项展式理论和方法,并考虑T2 O(X1A1)中两体项中的同位素效应,在确定T2 O(X1A1)离解极限和离解能以及计算所有两体项参数的基础上,获得了T2 O(X1A1)的解析势能函数.对应的等值势能图正确反映了T2 O(X1A1)的平衡结构特征,以及T OT→T2O和O2 T2→T2O的反应特点,为后续的碰撞研究提供了条件.     

二氧化硅分子配分函数的研究

在低温20K到高温6000K温度范围内,计算了¹⁶O²⁸Si¹⁶O分子稳定结构的的总配分函数.其中,转动配分函数考虑了离心扭曲修正,振动配分函数采用谐振子近似.把20—6000K的温度范围划分为五区间段,计算的总配分函数在这五个温度区间分别被拟合到一个温度T的四阶多项式,从而在每个区间均得到五个拟合系数.由这些拟合系数就可以快速、准确地获得分子在所研究温度范围内任意温度的总的配分函数. 关键词： 总配分函数 二氧化硅分子 转动配分函数 振动配分函数     

SiO2分子的基态(X1A1)结构与分析势能函数

应用群论及原子分子反应静力学方法推导了SiO2分子的电子态及其离解极限,采用B3P86方法,在6-311G**水平上,优化出SiO2基态分子稳定构型为单重态的C2V构型,其平衡核间距Re=RSi-O=0.1587 nm,∠OSiO=111.2°,能量为-440.4392 a.u..同时计算出基态的简正振动频率:对称伸缩振动频率v(B2)=945.4cm-1,弯曲振动频率v(A1)=273.5 cm-1和反对称伸缩振动频率v(A1)=1362.9cm-1.在此基础上,使用多体项展式理论方法,导出了基态SiO2分子的全空间解析势能函数,该势能函数准确再现了SiO2(C2V)平衡结构.     

BH分子X~∑~+、A~1Ⅱ和B~1∑~+态的势能函数

利用SAC/SAC-CI方法,使用D95++、6-311++g及cc-PVTZ等基组,对BH分子的基态(X1撞+)、第一简并激发态(A1装)及第二激发态(B1撞+)的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过对三个基组计算结果的比较,得出了cc-PVTZ基组为三个基组中的最优基组的结论;使用cc-PVTZ基组,利用SAC的GSUM(groupsumofoperators)方法对基态(X1撞+),SAC-CI的GSUM方法对激发态(A1装和B1撞+)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撞+)、第一简并的激发态(A1装)和第二激发态(B1撞+)相对应的光谱常数(Be、琢e、棕e和棕e字e),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较好.     

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)水平上计算并分析了Li2Bn(n=1-10)团簇的几何结构及电子性质.同时,讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分和极化率.研究表明: Li2Bn(n=1-10)团簇基态大多为立体构型. 能级间隙和二阶能量差分结果表明Li2B8是幻数团簇.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.