甲醇分子(CH3OH)光谱性质的理论计算

研究了气相甲醇分子(CH3OH)基态和激发态性质。在对不同方法基组所得计算结果和实验结果进行比较之后,选用MP2(full)/6-311++G(2d,2p)理论方法进行计算,得到甲醇分子(CH3OH)基态和三重激发态的几何结构、能量以及频率信息;频率计算显示基态和三重态都为稳定构型。从三重态的结构出发,解释了三重态势能面为排斥型势能面的合理性。计算了甲醇分子单重激发态的垂直激发能,比较不同方法不同基组计算的甲醇分子单重激发态的垂直激发能,发现用TDDFT 中的b3p86方法使用6-311++G**基组的计算值和实验值符合得最好。计算得到的甲醇分子在MP2(full)/6-311++G(2d,2p)的绝热电离能和垂直电离能分别为11.18eV和11.32eV;计算得到的绝热电子亲和势与垂直电子亲和势分别为0.888eV和0.893eV。计算结果对实验研究有指导意义。     

自由基OH（X^П,A^2∑^＋）的从头算研究

用分子轨道从头算方法，研究了OH分子的基态(X^П)和激发态(A^2∑^+)。结果表明，对于基态，在QCISD(T)／6—311++G(3df,3pd)理论水平上，键距是0．09704nm，与实验值0．09706nm完全吻合。对于激发态，使用完全活性空间方法(CASSCF)和大基组6—311++G(3df,3pd)，键距是0．10098nm，与实验值0．10121nm基本吻合。从激发态A^2∑^+(v＝0)到基态X^П(v＝0)的垂直跃迁能量是4．4692eV，与实验值4．3980eV也吻合较好。     

第一性原理对VO1-x(x=1～5)阴离子团族结构及稳定性的研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,V的内层10个电子用相对论有效实势(RECP)近似,氧原子用全电子基组6-311++g(d,P),V的价电子用lan12dz基组,对气态VO1-x(x=1～5)分子的几何构型、振动频率、垂直电子亲和能、垂直电离能和能级分布进行了理论研究.该系列分子的基态电子态为:VO1-(3∑),VO1-2(3B1),VO1-3(1A1),VO1-4(1A1),VO1-5(3A).VO1-3分子基态的几何构型为平面分子,没有John-Tdler效应或Renner-Tdler效应.而VO1-4、VO1-5分子的基态都是立体结构,存在明显的John-Teller和Rennet-Teller效应,对称性降低,稳定性增加.该系列分子离子基态结构的垂直电离能分别为:1.052eV,2.085 eV,4.690 eV,4.460 eV,5.046 eV,该结果表明该系列分子离子的氧原子数从3增加到5时,垂直电离能没有明显改变.垂直电子亲和能也大致有这个规律,但由于该系列分子离子是负离子,对电子有排斥,它们得到一个电子都需要外加能量,其垂直电子亲和能都为负值.VO1-5(3A)的垂直电子亲和能最大,吸收一个电子需要的能量最小.能级分布研究表明:VO1-2比VO1-稳定,氧原子数从3增加到5,稳定性没有明显变化.     

自由基CH(X2Π,a4Σ-)的光谱数据从头算研究

用分子轨道从头算方法,对CH自由基的基态(X2Π)和低激发态(a4Σ-)的光谱数据进行了计算.计算结果表明,在基态CH(X2Π)时,在QCISD(T)/6-311G (3df,3pd)水平上,计算所得的键长R=0.1120981nm,偶极矩μ＝1.5891 Debye,ν＝2845.43cm-1均与实验值相吻合,在B3PW91/6-311G (3df,3pd)理论水平上,计算的基态能量为-38.496143 Hartree,误差仅为0.22%;对低激发态CH(a4Σ-),使用含时的密度泛函方法(TDDFT)和大基组6-311 G(3df,3pd)计算所得的R=0.1094nm,垂直跃迁能量为0.926eV,均与实验结果有较好的吻合.     

第一性原理对 阴离子团族结构及稳定性的研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, V的内层10个电子用相对论有效实势(RECP)近似, 氧原子用全电子基组6-311＋＋g(d,p), V的价电子用lanl2dz基组, 对气态 分子的几何构型, 振动频率, 垂直电子亲和势、垂直电离能和能级分布进行了理论研究. 该系列分子的基态电子态为: VO1-(3Σ), ( ), ( ), (1A1), (3A). 分子基态的几何构型为平面分子, 没有John-Teller效应或Jenner-Teller效应. 而VO41-、VO51- 分子的基态都是立体结构, 存在明显的John-Teller和Renner-Teller效应, 对称性降低, 稳定性增加. 对基态结构的垂直电离能, 电子性质和能级分布研究表明: 比 稳定, 氧原子数从3增加到5, 稳定性没有明显变化.     

MgH分子X2Σ+，A2Π和B2Σ+电子态的势能函数

利用QCISD(T),SAC-CI方法和cc-pVQZ,aug-cc-pVTZ,6-311++G及6-311++G(3df,2pd)基组,对MgH分子的基态X²Σ⁺,第一简并激发态A²Π和第二激发态B²Σ⁺的结构进行优化计算.通过对4个基组计算结果进行比较,得出6-311++G(3df,2pd)基组为最优基组.使用 关键词： 分子结构与势能函数 激发态 Murrell-Sorbie函数 C₆函数')" href="#">Murrell-Sorbie+C₆函数     

第一性原理对 阴离子团族结构及稳定性的研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, V的内层10个电子用相对论有效实势(RECP)近似, 氧原子用全电子基组6-311＋＋g(d,p), V的价电子用lanl2dz基组, 对气态 分子的几何构型, 振动频率, 垂直电子亲和势、垂直电离能和能级分布进行了理论研究. 该系列分子的基态电子态为: VO1-(3Σ), ( ), ( ), (1A1), (3A). 分子基态的几何构型为平面分子, 没有John-Teller效应或Jenner-Teller效应. 而VO41-、VO51- 分子的基态都是立体结构, 存在明显的John-Teller和Renner-Teller效应, 对称性降低, 稳定性增加. 对基态结构的垂直电离能, 电子性质和能级分布研究表明: 比 稳定, 氧原子数从3增加到5, 稳定性没有明显变化.     

Gaussian对小分子自由基OH的研究

本文探讨了Gaussian98在小分子自由基OH的光谱计算领域中的应用.本文采用密度泛函方法B3PW91以及最大的基组6-311 G(3df,3pd)计算了OH的基态X2Πi的势能曲线,进而带入核的薛定谔方程,得到了振动能级和转动常数,将他们分别与基于实验的RKR势能曲线、振动能级和转动常数进行了比较,得到很好的结果.另外本文采用了完全活性空间方法,对激发态A2Σ 进行了研究,计算了绝热激发能以及平衡常数,平衡位置与实验值符合得很好,绝热激发能的误差为0.52eV.计算得到的激发态的势能曲线与基于实验的RKR势非常一致.     

氟代吡啶阳离子的理论研究

利用量子化学密度泛函理论B3LYP方法及 6 31G(d ,p)、6 311G(d ,p)、6 31+G(d ,p)和 6 311+G(d ,p)基组对五氟代吡啶、2 ,6 二氟代吡啶和 2 氟代吡啶分子的阳离子进行了计算研究 .B3LYP构型优化和频率分析计算结果表明这三种氟代吡啶阳离子的结构分别具有C2v、C2v和Cs 对称性 ,电子基态分别为2 A2 、2 A2 和2 A″ .对离子和分子的计算构型做了比较 .利用B3LYP方法和不同的基组对这三种阳离子及其分子进行了自然布居分析计算 .用B3LYP方法对这三种阳离子 (自由基 )中的超精细结构进行了计算 ,对五氟代吡啶、2 ,6 二氟代吡啶和2 氟代吡啶分子的垂直电离势和绝热电离势进行了计算 ,与实验值符合得很好     

MgH分子X2Σ+,A2Π和B2Σ+电子态的势能函数

利用QCISD(T),SAC-CI方法和cc-pVQZ,aug-cc-pVTZ,6-311 G及6-311 G(3df,2pd)基组,对MgH分子的基态X2Σ ,第一简并激发态A2Π和第二激发态B2Σ 的结构进行优化计算.通过对4个基组计算结果进行比较,得出6-311 G(3df,2pd)基组为最优基组.使用6-311 G(3df,2pd)基组和QCISD(T)方法对基态X2Σ ,SAC-CI方法对激发态A2Π和B2Σ 进行单点能扫描计算,然后采用Murrell-Sorbie函数及修正的Murrell-Sorbie C6函数进行拟合,得到了相应电子态的势能函数参数和对应的光谱常数.计算结果表明,用修正的Murrell-Sorbie C6函数计算得到的MgH分子基态和第一简并激发态的光谱常数ωe,ωexe,Be,αe与实验数据吻合很好.表明修正后的Murrell-Sorbie C6函数能更为准确地描述MgH分子的基态和第一激发态的势能函数.     

外电场下TCNQ的激发与光谱性质研究

采用密度泛函B3PLY方法优化了不同外电场下TCNQ分子的基态稳定构型、电偶极矩和分子的总能量,并且分析了TCNQ分子的HOMO-2到LUMO+2轨道的能量变化。然后利用杂化CIS-DFT方法在同样的基组下计算了外电场下TCNQ分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度,结果表明在没有外电场的情况下,TCNQ分子只有一个激发态能够激发,从基态跃迁到第1激发态。在有外电场的作用下,总能量随外电场的增加而逐渐减少,偶极矩随外电场的增加而不断增加。其前线轨道的能量也随外电场的增加不断减少,轨道分布也受外电场很大的影响。另外,外电场对TCNQ分子的激发波长也产生了一定影响。     

外电场下TCNQ的激发与光谱性质研究

采用密度泛函B3PLY方法优化了不同外电场下TCNQ分子的基态稳定构型、电偶极矩和分子的总能量，并且分析了TCNQ分子的HOMO-2到LUMO+2轨道的能量变化。然后利用杂化CIS-DFT方法在同样的基组下计算了外电场下TCNQ分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度，结果表明在没有外电场的情况下，TCNQ分子只有一个激发态能够激发，从基态跃迁到第1激发态。在有外电场的作用下，总能量随外电场的增加而逐渐减少，偶极矩随外电场的增加而不断增加。其前线轨道的能量也随外电场的增加不断减少，轨道分布也受外电场很大的影响。另外，外电场对TCNQ分子的激发波长也产生了一定影响。     

InCn（n =1-10）团簇的结构和稳定性的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在LANL2DZ水平上对团簇InC_n(n=1-10)的结构、稳定性和电子性质进行了优化和计算.最终得到了InC_n团簇体系的最稳定结构,同时计算出了各基态结构相应的电子态、包含零点能在内的总能量、偶极距、自旋污染期望值、转动常数和振动频率等.通过分析得出：铟原子位于碳链一端的直线型结构是相应团簇的最稳定构型;InC团簇除外,直线型系列团簇的基态都是二重态.通过计算和分析增量结合能以及能量二阶差分可以看出,随着团簇尺寸n的增加,InC_n团簇的稳定性呈现出明显的奇弱偶强振荡规律.通过碎片能的计算,找到了失去杂质原子的离解通道就是该系列团簇的形成通道.     

外电场作用下CHCl_3分子的特性研究

采用密度泛函B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上,优化得到CHCl3分子在不同外电场下(-0.04~0.04a.u.)的基态稳定构型、偶极矩、HOMO能级、LUMO能级、能隙、电荷分布、谐振频率和红外光谱强度。结果表明,分子结构、电荷分布与外电场有着强烈的依赖关系,当电场由F=0.024 3a.u.变到F=0.024 4a.u.时,Cl原子由电正性向电负性转变;随着正向电场的增大,HOMO能级、LUMO能级和能隙都先增大后减小,分子偶极矩随正向外电场的增大先减小后增大,当F=0a.u.时能隙取最大值EG=7.238 19eV,当F=-0.02a.u.时偶极矩取最小值μ=0.086 7Debye,同时,外电场对CHCl3分子的激发能、振子强度和红外光谱的位置和强度均有一定影响。     

Hulthen势的微扰计算(英文)

运用一种选择性的近似方法解Hulthen势的薛定谔方程,对于各种本征态的束缚态能量计算到二级近似,并且相应的波函数计算到一级近似.这种微扰方法也可应用于原子物理的其它领域.     

外电场作用下L1OH分子的特性研究

采用密度泛函B3LYP方法,在6-311G(d,p)基组水平上优化了不同外电场下L1OH分子的基态稳定构型、电偶极矩和分子的总能量,并且分析了L1OH分子的HOMO-2到LUMO+2轨道的能量变化,然后利用杂化CIS方法在6-311G(d,p)的基组下计算了外电场L1OH分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度,结果表明:在没有外电场时,L1OH分子的激发态都能够激发;在有外电场的作用下,总能量随外电场的增加而逐渐减少,偶极矩随外电场的增加而不断增加,前线轨道能量随外电场的增加不断减少,轨道分布受外电场的影响很大;外电场对L1OH分子的激发波长也产生了一定影响.     

A theoretical study of FeNC in the Δ electronic ground state

We report an ab initio calculation, at the MR-SDCI + Q + E_rel/[Roos ANO (Fe), aug-cc-pVQZ (C, N)] level of theory, of the potential energy surface for ⁶Δ_i FeNC. From the ab initio results, we have computed values for the standard spectroscopic parameters of FeN¹²C and FeN¹³C. Analytical representations of the potential energy surfaces have been fitted through the ab initio points, and the resulting functions have been used for directly solving the rotation-vibration Schrödinger equation by means of the MORBID program and by means of an adiabatic-separation method. For ⁶Δ_i FeNC, our ab initio calculations show that the equilibrium structure is linear with r_e (Fe-N) = 1.9354 Å and r_e (N-C) = 1.1823 Å. We find that the bending potential is very shallow, and the MORBID calculations show that the zero-point averaged structure is bent with the expectation values 〈r (Fe-N)〉 = 1.9672 Å, 〈r(N-C)〉 = 1.1866 Å, and . The experimentally derived bond length r₀ (N-C) = 1.03(8) Å reported for ⁶Δ_i FeNC by Lie and Dagdigian [J. Chem. Phys. 114 (2001) 2137-2143] is much shorter than the corresponding ab initio r_e-value and the averaged value from MORBID. Our calculations suggest that this discrepancy is caused by the inadequate treatment of the large-amplitude bending motion of ⁶Δ_i FeNC. It would appear that for floppy triatomic molecules such as FeNC, r₀-values have little physical meaning, at least when they are determined with the effects of the large-amplitude bending motion being ignored, i.e., under the assumption that the r₀ structure is linear.     

Influence of binding energies of electrons on nuclear mass predictions

Nuclear mass contains a wealth of nuclear structure information, and has been widely employed to extract the nuclear effective interactions. The known nuclear mass is usually extracted from the experimental atomic mass by subtracting the masses of electrons and adding the binding energy of electrons in the atom. However,the binding energies of electrons are sometimes neglected in extracting the known nuclear masses. The influence of binding energies of electrons on nuclear mass predictions are carefully investigated in this work. If the binding energies of electrons are directly subtracted from the theoretical mass predictions, the rms deviations of nuclear mass predictions with respect to the known data are increased by about 200 ke V for nuclei with Z, N 8. Furthermore, by using the Coulomb energies between protons to absorb the binding energies of electrons, their influence on the rms deviations is significantly reduced to only about 10 ke V for nuclei with Z, N 8. However, the binding energies of electrons are still important for the heavy nuclei, about 150 ke V for nuclei around Z = 100 and up to about 500 ke V for nuclei around Z = 120. Therefore, it is necessary to consider the binding energies of electrons to reliably predict the masses of heavy nuclei at an accuracy of hundreds of ke V.     

Independent N-Electron Method and High Accuracy Calculations of the Ground State Energy of the Nonrelativistic Light Atoms (3≤Ne≤10)

A new method based on the independent electron-pair approximation is developed to calculate the correlation energy and the basis size truncation error. The formalisms for the nondegenerate systems are described in this paper. Because all important terms are very efficiently selected and the calculations can be separated into several parts, this new method gives very accurate results and does not require expensive computing facilities. As a test, the ground state energies (GSE) of the nonrelativistic atoms for 3≤N_e≤10 are calculated using this new method. The calculated results are found to be in close agreement with the most recent available version of the exact GSE which is derived from the experimental data after subtracting the contributions from the relativistic effect, QED radiative corrections, finite nucleon mass corrections, and the finite radius of the nuclear size. Those accurate results have not been reproduced for N_e≥5 by any direct theoretical calculations in literatures. Since this method is not restrained to nonrelativistic or Coulomb systems, it should become powerful to study other quantum interacting systems.