飞秒化学——一匹黑马?

对飞秒化学的发展作了简要的讨论。     

用超短脉冲激光研究1,3-二氯苯激发态动力学

利用啁啾脉冲放大技术建立了一套掺钛蓝宝石飞秒激光放大系统,该系统输出中心波长808nm,单脉冲能量8mJ,脉冲宽度60fs,脉冲重复频率20Hz.利用飞秒激光泵浦-探测及分子束技术,结合飞行时间质谱,对1,3-二氯苯分子的激发态动力学过程进行了研究,实验中观察到该分子能级间的量子拍频现象,并获得了第一单重激发态寿命及其拍频频率,阐述了飞秒激光场下间位二氯苯分子的电离解离机理.     

一种选择从头算基函数的有效方法

通过分析从头计算中不同基函数的作用, 提出一种经济有效的基函数选取方案. 依照该方案, 基函数的选取应考虑体系中不同原子的性质及实际的化学环境. 描述一般体系时可根据该原子在元素周期表中的位置从左向右依次增加基函数用量. 对荷负电原子, 则使用更多的基函数以及适当的极化函数或弥散函数. 对荷正电原子, 基函数的用量可适当减少. 对正常价态的饱和共价键合原子不需加极化或弥散函数, 对氢键、弱相互作用体系、官能团及零价或低价金属原子等敏感体系则需加极化或弥散函数. 据此, 可在适中基函数和能承受的计算量下得到具有相当可靠性的计算结果. 对一系列体系计算分析充分证明, 该方案是非常实用和有效的. 此方案可适用于Hartree-Fock, Mfller-Plesset和密度泛函等计算中, 并对化学、材料科学和生命科学研 究广泛的大体系计算具有重要的实际应用.     

改进的三维分离变量表象方法计算振动光谱

用改进的三维分离变量表象(DVR3D)方法研究了基态电子态H2S和H2O的振动光谱。哈密顿形式在Jacobi坐标下给出,每个坐标都用一组DVR基函数表示.角度部分的DVR基组选择勒让德多项式形式,而径向坐标采用正弦函数形式.为了降低需要对角化的最终哈密顿矩阵的维数,采用连续对角化截断方法.用H2S和H2O振动能级的计算验证算法的正确性.     

密度泛函方法研究气相胞嘧啶的互变异构化

分别采用7种基组、3种理论方法对胞嘧啶异构体Cyt1的结构进行优化,通过与Cyt1的实验结果进行比较,选取了适合研究胞嘧啶分子的B3LYP/6311+G方法.用该方法对胞嘧啶分子的8种异构体构型进行了充分优化,研究了其中能量较低的6种胞嘧啶异构体的互变异构化过程.对于得到的所有优化构型都进行了频率分析.对于基态构型,所有的频率都是正的;对于过渡态构型,只有一个虚频.同时,做了详尽的内禀反应坐标计算,以保证所得到的过渡态连接相应的始末异构体.所有给出的能量都已做了零点能校正.理论研究结果可以对已有的实验结果给予合理解释.     

NO2 在第二电子吸收带的光解

运用单光子激光诱导荧光方法 ,研究了NO2 分子在第二吸收带的光解反应动力学 .首次报道了NO2(B2 B2 态 )光解初生态产物NO自由基的v″ =1,2的转动分布 .发现了NO自由基v″ =1的明显双模式分布 .进而提出了可能有两种竞争机理控制该反应     

间二氯苯的激发态动力学

利用飞秒分辨的激光泵浦-探测技术结合飞行时间质谱检测方法对间二氯苯分子的激发态动力学进行研究. 在270 nm泵浦, 810 nm探测条件下首次得到了第一单重激发态S₁(¹B₁)的寿命. 碎片离子C₆H₄Cl⁺主要来源于母体离子的解离, 属于电离解离(ID)机理. 实验得到的离子信号随泵浦-探测延时时间呈指数衰减并伴有周期性的振荡, 这种振荡属于量子拍频现象.     

基态和亚稳态的Ca、Ba原子与CIO_2化学发光反应的动态学研究

在束-气装置上的单次碰撞条件下,利用低压直流放电选择性地激发碱土金属到亚稳态,观察了Ca(~1S)、Ca(~1S’~3P)、Ba(~1S)、Ba(~1S,~3D)+ClO_2。反应的化学发光.通过测量化学发光总包光强的空间分布,得到这些反应的总碰撞截面为:Ca(~1S)+ClO_2,97(A~2);Ca(~3P)+ClO_2,138(A~2);Ba(~1S)+ClO_2,136(A);Ba(~3D)+ClO_2,239(A~2),计算机模拟化学发光光谱,发现新生产物MO(M=Ca,Ba)的电子激发态A~1П态的相对振动布居分布是非玻尔兹曼分布的,求出反应Ba(~3D)+ClO_2和Ca(~3P)+ClO_2产生的MClC~П→X~2 ∑~+跃迁的化学发光截面分别为51(A~2)和31(A~2),计算光谱中不同成份的光强,得到了反应产生MO、MCl的产物分支比.最后,讨论了这类反应的机理。     

在束-气装置上研究Sr(1S),Sr(3P)+Cl2的化学发光反应动力学

本文在束-气条件下研究了Sr(~1S), Sr(~3P)+Cl_2的化学发光反应。实验压力为10~(-5)～10~(-4)Torr, 金属束炉温1000 K左右。同时, 观测和分析了Sr, Sr~*+Cl_2反应产物Sr(A,B)、SrCl_2~*的发光光谱。发现Cl_2压力(pcl_2)较低时, 主要生成SrCl~*; 而pcl_2增高时(>2×10~(-4)Torr), SrCl_2~*的发射光谱逐渐增强。实验结果表明, SrCl~*是单次碰撞的直接产物, 其发光强度(I_(SrCl)~*)与pcl_2、Sr的原子密度均为直线关系, 而I_(SrCl_2)~*与pCl_2成二次关系, 表明SrCl_2~*是SrCl~*和Cl_2碰撞的产物, 与BaCl_2~*的生成机理相同。由实验结果计算而得到的亚稳态Sr~*原子及基态Sr原子在Cl_2中的总消除截面分别为9.7±5 nm~2及5.8±5 nm~2。由此估计由亚稳态Sr~*及基态Sr与Cl_2反应生成SrCl(A)的相对光子产率为Φ~*/Φ~0=115。