过氧硝酸溶液拉曼谱的理论研究

使用密度泛函理论和极化连续模型,研究了过氧硝酸溶液的拉曼谱. 理论谱图和实验吻合得较好. 计算结果表明溶剂化效应对从基态到激发电子态的电偶跃迁矩和拉曼极化率有较大的影响. 从实验退偏比,可以推断过氧硝酸不是平面分子. 另外,还发现氢键可以使过氧硝酸氧氢键的红外强度增加许多倍.     

He-Na2体系势能面的从头计算研究

在单、双迭代(包含三重激发微扰校正)耦合簇CCSD(T)理论水平下,采用cc-pvtz/Na、aug-cc-pvqz/He并加{3s3p2d1f}集的键函数组成的大基组,计算了He-Na2体系819个构型的相互作用能.通过对96个参数的解析表示的拟合,得到了体系的三维势能面.结果表明在Na2处于基态时该势能面上存在2个势阱,分别对应于线型和T型构型,阱深分别为1.58 cm-1,1.77 cm-1.整个势能面呈现出弱的角度各向异性.讨论了Na-Na键长变化对相互作用能的影响.     

NiTi合金势能面的第一性原理研究

采用模守恒赝势(Lin方案)和平面波超软赝势对两种NiTi异构体超晶胞势能面进行了理论研究，结果表明：由于在绝对零度下B19′相总能量低于B2相总能量，B19′相更为稳定.对于B2相，合金化元素Au和Fe在Ni原子位处于势能面平衡点而Ni(Ni位)及位于Ti原子位的Ti，Zr 和Al并非处于平衡位置.在B19′相，Ni，Au，Fe，Ti，Zr，Al均处于势能面平衡点.NiTi合金的马氏体相变应该主要是来自Ni、Ti原子位于势能面非平衡位置所致. 关键词： 密度泛函 势能面 NiTi 合金     

S2O分子高激发振动光谱及势能面的代数研究

本文利用代数方法研究了非对称弯曲三原子分子S2O分子处于C～1A′电子态的能谱及其稳定构型下的势能面,通过对30条光谱数据的拟和得到的RMS误差为2.40 cm-1.结果表明,利用此代数Hamiltonian很好的实现了能级再现,它预测了振动总量子数达到20的全部振动能级(在本文中我们只列举到v= 9),同时我们计算了分子的解离能与力常数.通过与实验值比较证明了这种方法在计算这类分子的有效性.     

He-HI复合物势能面及微分散射截面的理论研究

采用超分子单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇理论CCSD(T)方法和由键函数3s3p2d1f组成的大基组, 计算得到了基态He-HI复合物相互作用的全程势能面. 该势能面上存在2个势阱, 分别对应于线性He-I-H和He-H-I构型, 势阱深度分别为4.473和2.996meV, He原子到HI分子质心的距离R分别为0.363和0.442nm. 使用Barker, Fisher和Watts提出的BFW势函数拟合计算得到的相互作用能数据, 获得了He原子与HI分子相互作用势的解析表达式. 在 关键词： He-HI复合物 势能面 微分散射截面     

ClONO2异构化反应和分解反应的理论研究

用B3LYP/6 31+G(d)和MP2 (Full) /6 31+G(d)优化ClONO2 及其分解反应和异构化反应的过渡态和产物的分子结构 .在B3LYP/6 31+G(d)水平上计算了相关分子的振动频率 .ClONO2 的几何结构、振动频率和红外强度与实验测量值符合得很好 .找到了未曾报道的立体异构体 .对这一立体异构体进行了高级别理论方法CCSD(T) /6 311G(d)和QCISD(T) /6 311G(d)的几何结构优化和振动频率计算 ,表明它是一个稳定的立体异构体 .在所研究的几种反应中 ,ClONO2 分解为NO2 +ClO是最容易进行的反应 .而ClONO2 异构为立体异构体的反应是最难进行的反应 .其所需克服的过渡态的能垒为 4 81.5 2kJ/mol,而反应吸收能量为 2 99.85kJ/mol.次难进行的是ClONO2 经TS1到反应中间体M1,再经TS12而分解为ClNO +O2 的反应 .这个反应通道所需克服过渡态的能垒为 4 2 1.5 5kJ/mol,反应吸收能量为 15 7.98kJ/mol.从以上分析可知 ,和ClO +NO2 反应生成ClONO2 比较 ,ClONO2 具有较好的稳定性 .     

势能面上反应途径分叉的理论及其应用

本文综述了近十几年来关于势能面上反庆途径分叉研究了进展状况；概述了势能面上反应徐径的类型及其拓扑结构；分析了势能面上反应途径分叉的理论：讨论了因分叉而引起的化学反庆以及体系的对称性破缺；研究了因振动模间的非线性耦合而引起的分叉对化学反应及分子体系红外光谱异常和粒子反转的影响，因而研究发叉现象在理论和实践上都具有重要意义。     

Kr-CS体系势能面及束缚态能级的理论研究

本文利用从头算方法首次计算得到Kr原子与CS分子在“冻结核”近似下的相互作用离散势能点, 并拟合得到二维势能面. 该体系在R=7.76 a0, =111.4o处存在一个近T型的全域极小值, 势能值为-178.54 cm-1, 整个势能面表现较强的各向异性. 在该势能面基础上数值求解体系的薛定谔方程, 计算得到体系J ≤ 15的束缚态能级及微波谱跃迁频率.     

Kr-CS2体系势能面及束缚态能级的理论研究

本文采用单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇CCSD(T)方法,对C、S原子采用aug-cc-PVTZ基组,对Kr原子采用cc-PVTZ –DK基组,并且加上中心键函数(3s3p2d2f1g),计算得到Kr-CS2体系的势能面。该势能面为T型结构,存在一个全局极小值和两个等价的局域极小值。全局极小值位于R =7.05 a0,θ= 90°处,势能值为-396.194 cm-1。两个局域极小值分别位于R = 10.15 a0,θ= 0°和180°处,势能为-243.647 cm-1。利用该势能面,通过数值求解相应的薛定谔方程,计算得出体系J≤10的束缚态能级及微波谱跃迁频率,并通过跃迁频率拟合得到相应的光谱常数。     

丁酮异构化的势能面分析

用密度泛函理论计算研究了丁酮异构化的势能面. 通过IRC方法确定了丁酮异构化的6个主要反应路径,相应的产物分别为1-丁烯-2-醇、2-丁烯-2-醇、丁醛或1-丁烯-1-醇、丙烯基甲醚、甲基烯丙基醚和乙烯基乙醚. 其中3个路径经过环氧丁烷,表明环氧丁烷是丁酮异构化过程中重要的中间产物. 计算得到的反应物和产物的垂直电离能与现有的实验值吻合得很好. 通过过渡态的相对能量和高能垒的数目比较,认为最可行的丁酮异构化反应路径是丁酮→1-丁烯-2-醇→2-丁烯-2-醇.     

硝基甲烷异构化反应势能面的ab initio研究

在B3LYP/ 6 311++G(2d ,2p)水平上 ,优化得到硝基甲烷CH3 NO2 的 10种异构体和 2 3个异构化反应过渡态 ,并用G2MP2方法进行了单点能计算 .根据计算得到的G2MP2相对能量 ,探讨了CH3 NO2 势能面上异构化反应的微观机理 .研究表明 ,反应初始阶段的CH3 NO2 异构化过程具有较高的能垒 ,其中CH3 NO2 的两个主要异构化反应通道 ,即CH3 NO2 →CH3 ONO和CH3 NO2 →CH2 N(O)OH的活化能分别为 2 70 .3和 2 6 7.8kJ/mol,均高于CH3 NO2的C -N键离解能 .因而 ,从动力学角度考虑 ,CH3 NO2 的异构化反应较为不利 .     

Theoretical study on structures and stability of SiC3S isomers

Various levels of calculations are carried out to explore the potential energy surfaces (PES) of singlet and triplet SiC₃S, a molecule of potential interest in interstellar chemistry. At the DFT/B3LYP/6-311G(d) level, a total of 57 minimum isomers and 92 interconversion transition states are located. The structures of the most relevant isomers and transition states are further optimized at the QCISD/6-311G(d) level followed by CCSD(T)/6-311?+?G(2df) single-point energy calculations. At the QCISD level, the lowest-lying isomer is the chain-like SiCCCS ³ 1 (0.0?kcal/mol) with a great kinetic stability of 54.1?kcal/mol. In addition, ring isomers CC-cCSSi ¹ 9 (19.8?kcal/mol), S-cCCCSi ¹ 12 (30.4?kcal/mol), S-cCCSiC ¹ 18 (9.4?kcal/mol), S-cSiCCC ¹ 21 (34.4?kcal/mol) and cage-like isomer cage-SiSCCC ¹ 23 (51.8?kcal/mol) also possess considerable kinetic stability (more than 10.0?kcal/mol). As a result, these six isomers are predicted to be possible candidates for future experimental and astrophysical detection. The bond natures and possible formation pathways in interstellar space of the SiCCCS are discussed. The predicted structure and spectroscopic properties for it are expected to be informative for the identification of SiC₃S and even larger SiC _n S species either in laboratory or in space.     

Theoretical study of the [Si,C, P,O] potential energy surface

The structures, energetics, spectroscopies and stability of the doublet [Si, C, P, O] radical are explored at the density functional theory and ab initio levels. Eighteen isomers connected by 22 interconversion transition states are located at the DFT/B3LYP/6-311G(d) level. The structures of the kinetically stable isomers and the relevant transition states are further optimized at the QCISD/6-311G(d) level followed by CCSD(T)/6-311 + G(2df) single-point energy calculations. At the QCISD/6-311G(d) level, the lowest-lying isomer is the cyclic O-cCSiP 8 (0.0 kcal/mol) with considerable kinetic stability of 22.0 kcal/mol. In addition, two bent isomers OSiCP 1 (7.3 kcal/mol) and SiCPO 3 (34.7 kcal/mol) also possess considerable kinetic stability (more than 10.0 kcal/mol). As a result, three isomers 1, 3 and 8 are predicted to be possible candidates for future experimental and astrophysical detection. The bonding nature of the three isomers is analysed. The calculated results are compared with those of the analogous radical [Si, C, N, O]. Implications in the laboratory and interstellar space are also discussed. The predicted structures and spectroscopic properties are expected to be informative for the identification of [Si, C, P, O] in the laboratory and space.     

S2O激发态(C1A'')振动光谱及势能面的一种代数研究

利用代数方法研究了非对称弯曲三原子分子S2O分子处于C1A'电子态的能谱及其稳定构型下的势能面,通过对30条光谱数据的拟和得到的rms误差为2.40 cm-1.结果表明,利用此代数Hamiltonian很好的实现了能级再现,它预测了振动总量子数达到20的全部振动能级,同时我们计算了分子的解离能与力常数.通过与实验值比较证明了这种方法在计算这类分子的有效性.     

Theoretical Study on Mechanism of Cycloadditional Reaction Between Dichloro-Germylidene and Formaldehyde

用MP2/6-31G^*方法研究了单线态二氯亚甲基锗烯与甲醛环加成反应的反应机理,该反应有两条相互竞争的主反应通道,同时伴随着两中间体(INT3和INT4)副产物的生成. 第一条主反应通道所生成的物种为三员环中间体(INT1)和Ge-O顺位的四员环产物(P1);第二条主反应通道所生成的物种为Ge-O对位的扭曲四员环中间体(INT2)和氯迁移产物(P2);P1和INT2分别与甲醛(R2)的进一步作用而导致了两副产物的生成.     

Be-CO体系的相互作用势和光谱预测

采用单双迭代（包括非迭代三重激发）耦合簇CCSD （T）理论方法和大基组,计算Be-CO体系的相互作用势,得到该体系势能面的解析表达.发现在R_e=8.29a₀和θ_e=115.42°处存在的一个全局极小势阱,阱深-69.21 cm^-1,势能面呈现较弱的各项异性.根据势能面,计算了体系的束缚态能级和其光谱常数.     

Ar2-Ne聚合物的三维势能面和束缚态

使用单双激发并对三重激发作微扰处理的耦合簇方法计算了Ar₂-Ne聚合物的三维势能面. 使用的基组是aug-cc-pVqz并包括3s3p2d2f1g中点键函数. 用二维模型势对7个Ar₂键长值的每一个对应的二维格点(R,θ)上的能量进行了拟合. 再将7个二维模型势通过对(r—re) 的六次多项式内插得到三维势能面,并用于随后的振转能级计算,所得到的跃迁频率、光谱常数等与相应的实验结果进行了比较.     

加速神经网络势能面的构建:一种杂化的训练算法

Machine learning approaches have been promising in constructing high-dimensional potential energy surfaces (PESs) for molecules and materials. Neural networks (NNs) are one of the most popular such tools because of its simplicity and efficiency. The training algorithm for NNs becomes essential to achieve a fast and accurate fit with numerous data. The Levenberg-Marquardt (LM) algorithm has been recognized as one of the fastest and robust algorithms to train medium sized NNs and widely applied in recent NN based high quality PESs. However, when the number of ab initio data becomes large, the efficiency of LM is limited, making the training time consuming. Extreme learning machine (ELM) is a recently proposed algorithm which determines the weights and biases of a single hidden layer NN by a linear solution and is thus extremely fast. It, however, does not produce sufficiently small fitting error because of its random nature. Taking advantages of both algorithms, we report a generalized hybrid algorithm in training multilayer NNs. Tests on H+H₂ and CH₄+Ni(111) systems demonstrate the much higher efficiency of this hybrid algorithm (ELM-LM) over the original LM. We expect that ELM-LM will find its widespread applications in building up high-dimensional NN based PESs.