多参考态二级微扰方法的改进

本文提出一个新的扩大模型空间的方案用于改进多参考态二级微扰理论(MRPT2)计算. 新方案保持了原方案中扩大模型空间之前的简单程序结构, 理论上完全可以避免势能面计算中入侵态的出现, 并在一系列比较计算中得到证实. 新MRPT2程序是研究分子激发态和电子光谱的有用工具.     

多参考态微扰理论大小一致性的数值研究

采用由H2、He 和LiH分别组成的三个超分子系列, 从数值的角度研究了多参考态微扰理论和单双重激发的多参考态组态相互作用(MRSDCI)的大小一致性. 首先在模型空间中进行一个小的完全组态相互作用计算, 然后进行多参考态微扰计算. 数值结果显示, 对这三个模型体系, 我们以前提出的多参考态二级微扰公式是完全大小一致的. 和MRSDCI结果比较, 我们也对它的计算精度进行了讨论. 另外, 还对两组多参考态微扰理论的二级和三级计算结果以及MRSDCI的计算结果的大小一致性误差进行了研究和比较.     

二阶多参考态微扰理论计算电子亲和势

采用二阶多参考微扰理论计算了F, Cl, OH, SH, CN, CH₂和NH₂的电子亲和势.另外,还考察了基函数和完全活性空间大小对电子亲和势精度的影响.通过和CASSCF, CASPT2, CCSD, CCSD(T), B3LYP, X3LYP, M06, HCTH, TPSS, B97D3, mPW2PLYP和B2PLYP的计算结果比较发现,针对目前所用的基函数,二阶多参考态微扰理论的总体计算效果是最好的.     

C6H5N光谱性质的多组态二级微扰理论研究

采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)在C2v对称性和6-31g(d,p) 基组水平下, 研究了C6H5N自由基及其阴阳离子的基态和低激发态性质. 为了进一步考察动态电子相关效应, 采用多组态二级微扰理论(CASPT2)获得更加精确的能量值. 计算得到13A2→13A1和13A2→13B2在4303.1和4212.2 kJ/mol处的激发可分别归因于π(b1)→ny和π(a2)→ny的跃迁, 而13A2→13B1和13A2→11B1在2634.9和2700.4 kJ/mol处的激发具有nx→π*(a2)和π(a2)→nx的混合跃迁特征, 理论波长与紫外吸收光谱得到的实验数据一致. 计算得到的电离能与实验值也非常接近.     

基于块相关框架的多参考微扰理论和多参考耦合簇理论

传统单参考电子相关方法已经发展成熟,但很多时候无法正确描述共价键解离、双(多)自由基和激发态等电子之间相关性非常强的体系。近年来发展的多参考微扰理论和多参考耦合簇理论以多个行列式的线性组合为参考波函数,采用不同的方式有效考虑电子之间的动态相关,对强关联体系的描述取得了显著的改进。但根据理论出发点和精度要求的不同发展出了许多多参考理论,仍无一个公认的、令人满意的方案。本文将结合与常见电子相关方法在理论框架和计算精度上的比较,详细阐述块相关理论的基本原理,并介绍基于块相关的"另类"多参考电子相关方法。最后本文还简单展望了多参考电子相关方法今后的发展趋势。     

多组态二级微扰理论计算CH3O2激发光谱以及CH3O2→CH3＋O2解离反应

在C_s对称性和aug-cc-pVTZ基组水平下, 采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)研究了CH₃O₂自由基基态及其阴阳离子的12个低激发态. 为了进一步考虑动态电子相关效应, 采用二级多组态微扰理论(CASPT2)获得更加精确的能量值. 所有计算得到的电子态都是价电子态, 而且所得绝热激发能和电子亲和势与实验值非常接近.在CASPT2//CASSCF理论水平下计算了CH₃O₂从²A"和²A'电子态的CH₃O₂→CH₃＋O₂的解离反应的势能曲线(PECs). 优化得到的裂解产物的几何结构和能量与分别优化CH₃和O₂得到的结果进行比较, 从而确定裂解产物的电子态. 结果表明, 从²A"和²A'电子态的解离反应分别对应产物CH₃(²A")＋O₂(³A")和CH₃(²A")＋O₂(¹A").     

基于空穴-粒子对偶的内收缩多参考态二级微扰理论

本文介绍了一种新的基于图形酉群方法和空穴-粒子对偶的内收缩多参考态二级微扰理论方法.此方法可以简便地实现任意组态空间的内收缩,从而大大降低微扰矩阵元的计算量.初步测试结果表明,我们的方法完全避免了侵入态问题,也解决了态兼并问题,而二茂铁自旋态分裂能和二氧化铜氨络合物两种同分异构体相对稳定性的计算证实,我们的方法在中等分子体系计算中精度较高.     

CN~+分子势能函数和光谱常数的多参考组态相互作用方法研究

采用多参考组态相互作用方法和aug-cc-p V5Z基函数组计算了CN+分子11∑+,21∑+,13∑+和13Π电子态的势能曲线。利用MS势能函数拟合得到了相应的解析势能表达式。在此基础上求解CN+分子的核运动薛定谔方程,获得了全部振动和转动能级,并用Dunham系数展开式拟合出了光谱常数,与目前仅有的11∑+,21∑+态的文献报道结果进行了比较。结果可对航天尾气及工业过程光谱方法监控提供参考。     

两种哈密顿量划分的单参考态微扰展开式的大小一致性研究

利用一个含N个氢分子的超分子模型, 从解析的角度仔细地分析了相应于两种哈密顿量划分方式的单参考态微扰展开式前四级能量的大小一致性. 对于Epstein-Nesbet划分, 微扰展开式是大小一致的. 而对于另一种划分(Chen, F; Davidson, E. R.; Iwata, S. Int. J. Quantum Chem., 2002, 86: 256, 见公式(24)的讨论), 其展开式大小不一致. 但将它的分母作泰勒展开, 经过重新整理, 将那些大小不一致的项消去后, 得到的新微扰展开式是逐项大小一致的.     

热力学中磷的标准参考态

热力学中,把固态和液态纯物质的标准态分别定义为压力101.325 kPa下的固态和液态;把气态纯物质的标准态定义为压力101.325 kPa下假想的理想气体,这一状态下的焓即为该真实气体在同一温度零压下的焓。物质的标准摩尔生成焓△_fH_m~(?)、标准摩尔生成吉布斯函数△_fG_m~(?)分别定义为:在指定温度下,由处在各自标准参考态的元素生成1摩尔标准态该物质等温过程中的焓差、吉布斯函数     

SSCH3光解离的多参考理论计算

摘要运用多参考微扰理论(Multireference MΦller-Plesset theory)计算了SSCH3垂直激发能及其S-C与S-S两种断键方式的绝热(Adiabatic)与非绝热(Diabatic)的基态和激发态势能曲线, 研究了在193nm激光作用下SSCH3的光解离过程, 理论计算值与实验值相符.     

OClO里德堡态激发能的准确预测及其阴离子低能激发态的从头算研究

采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)研究了OClO阴离子7个低能电子态及其自由基的基态. 为了进一步考虑动态电子相关效应, 采用二级多组态微扰理论(CASPT2)获得更加可靠的能量值. 此外, 在ANO-L基组的基础上, 在OClO自由基的电荷中心增加了为研究里德堡态所建立的1s1p1d的波函数, 并应用多组态二级微扰理论(MS-CASPT2)方法获得了里德堡态的准确电子激发能.     

OClO里德堡态激发能的准确预测及其阴离子低能激发态的从头算研究

采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)研究了OClO阴离子7个低能电子态及其自由基的基态.为了进一步考虑动态电子相关效应,采用二级多组态微扰理论(CASPT2)获得更加可靠的能量值.此外,在ANO-L基组的基础上,在OClO自由基的电荷中心增加了为研究里德堡态所建立的1s1p1d的波函数,并应用多组态二级微扰理论(MS-CASPT2)方法获得了里德堡态的准确电子激发能.     

卤代氰基卡宾自由基XCCN(X=F,Cl,Br)的理论研究

在C_s对称性和ANO-S基组下, 使用全活化空间自洽场方法(CASSCF), 研究了卤代氰基卡宾自由基及其阴离子的低能电子激发态性质. 为了进一步考虑电子的动态相关效应,采用多组态二级微扰理论(CASPT2)获得更加精确的能量值. 计算结果表明, XCCN的基态是三重态. 单重态和三重态的能隙差ΔE_S-T(kJ/mol): 7.4(FCCN)<13.4(ClCCN)<16.6(BrCCN). 计算得到, XCCN(X=F, Cl, Br)最低垂直激发能分别为408.3, 385.4和 345.2 kJ/mol, 这归因于π(a′) →n_xy 的电子跃迁; XCCN的电子亲和势分别为235.7, 233.0和 237.2 kJ/mol, 与HCCN相比, 其电子亲和势变大.     

扩展卟啉分子的多光子吸收特性

发展关联电子体系的多参考组态相互作用方法, 应用态求和的张量方法, 计算研究了三种扩展卟啉分子的多光子吸收特性. 计算结果表明, 通过中间插入噻吩杂环基团, 扩展卟啉分子的双光子和三光子吸收峰发生较大红移, 对应的吸收截面得到显著的提高, 并且三光子吸收截面的增加更为明显; 但是由于卟啉环扩大导致分子平面发生扭曲, 三光子吸收截面的增大趋势明显减弱.     

价键理论中的组态相互作用

近 2 0年来 ,从头计算水平的价键 (VB)方法得到了人们的重视 ,并广泛应用于化学反应等问题的研究[1～ 5] ,然而目前价键理论的计算方法仍然很不完善 .用 VBSCF方法进行计算虽然比较简单 ,能正确地描述化学反应的形成机理 ,但数值结果不理想 ;而用 BOVB方法[4 ] 进行计算虽然可以得到较好的计算结果 ,但存在收敛困难等问题 .分子轨道理论中的组态相互作用是一种简单直接的电子相关能计算方法 ,显然这一方法可以应用于价键方法中 .然而与分子轨道理论方法不同 ,在价键方法中 ,无法直接得到空轨道 ,此外如何选取激发价键函数使得计算结果…     

组态相互作用计算中耦合系数的快速确定

提出了组态相互作用 (CI)计算中确定耦合系数和分子积分新的算法 .这些算法明显地提高了CI计算程序的效率 .比较了改进的CI程序与MELD和Gaus sian 94程序包中CI计算的效率 .     

微扰理论状态方程预测高温高压电解质水溶液的密度

由于实验条件的限制，高温高压电解质水溶液密度的测定具有一定困难，现有文献中有关该类体系的实验数据很少．Lvov和Wood[1]采用Blum－Wei的电解质水溶液非原始模型的平均球近似（MeanSphericalApproximation，简称MSA）方程，对NaCl水溶液建立了状态方程，该方程中离子的硬球     

开壳层微扰理论的性能研究

采用一系列开壳层分子来检验我们最近提出的开壳层微扰理论(J Chem Theory Comput,2009,5:931―936,简称OSPT)的有效性.我们首先采用双重态分子NH2来讨论OSPT的收敛性.微扰能量计算至400阶.基函数为6-13G.选择这个基函数是为了易于进行完全组态相互作用计算(简称FCI),以及和FCI结果比较.几何结构有3种:(1)N-H键长为平衡键长,(2)N-H键长为平衡键长的1.5倍,(3)N-H键长为平衡键长的2.0倍.在这3种情况下,键角∠HNH均为103.2°.在第一种情况,NH2完全为单参考态分子.随着N-H键长逐渐偏离平衡键长,NH2波函数开始显示出多参考态性质.从微扰量能的角度来看,在第一种情况,微扰能量很快就单调收敛至完全组态相互作用(简称FCI)的计算结果.第二种情况,微扰能量稍微有一点振荡,但也很快收敛至FCI的结果.第三种情况对单参考态微扰理论是一种考验,微扰能量振荡比较明显,收敛较慢.在这3种情况下,我们提出的OSPT微扰方法均比文献中报道的ZAPT(the Z-averaged perturbation theory)方法和RMP方法(restricted ...     

反应体系F+H2→HF+H的一个全域从头算势能面

A global three dimensional potential energy surface for the F+H2→HF+H reaction has been developed by spline interpolation of about 15,000 symmetry-unique ab initio points, obtained from the multi-reference configuration interaction level with Davidson correction using the aug-cc-pV5Z basis set. In the entrance channel the spin-orbit coupling energy is also included.