乙基硫自由基及阴、阳离子低电子激发态从头算研究

采用CASSCF方法和6-311++(3df, 3pd)基组以及Cs对称性优化了乙基硫自由基和阳、阴离子3种分子的12个电子态的几何构型. 利用二级微扰方法(CASPT2)对这12个电子态做了单点能校正. 通过比较自由基与阴阳离子的能量, 得出了绝热电子亲和势和绝热电子电离能, 与实验结果在允许误差范围内基本一致.     

FONO2低能激发态和光电子谱的理论研究

采用CASSCF方法和ANO-S基组计算了FONO2分子及其阳离子的低能激发态, 并采用CASPT2方法进行能量校正. 预测了在低能激发态时FONO2分子的几何结构发生了很大变化, 从基态的平面构型转变为空间的几何构型. 然而在阳离子中没有发生相似的几何构型改变. 此外, 在分子的基态几何构型下, 设计并计算了相应阳离子的垂直离子势, 对分子的光电子谱给出了详细的解释.     

光化学反应的从头算研究

光化学反应是最基本也是最重要的物理化学过程之一,在诸多领域有着广泛的应用。由于计算方法的限制以及光化学反应过程的错综复杂性,光化学反应机理的从头算研究是极具挑战性的国际前沿课题之一。本文综述了近20年来羰基化合物光化学反应机理从头算研究的一些进展,总结了羰基化合物电子激发态的特性和光化学反应过程的规律性,为深入研究光化学反应提供一些有用的信息。     

HSO自由基电子基态激发态的CAS计算研究

使用CASSCF方法和ANO-L基组优化了HSO自由基的基态和3个低占据激发态的结构, 并采用包括更多电子动态相关能的CASPT2方法进行了单点能校正. 频率计算结果表明, 优化的4个几何为势能面上的稳定点. 通过电子结构的研究合理地解释了各个激发态相对于电子基态的结构变化.     

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.     

氰基铝(AlCN)及其阴阳离子低能激发态的理论研究

在C2v对称性下,采用全活化空间自洽场(CASSCF)和多组态二级微扰理论(CASPT2)方法研究氰基铝(AlCN)及其阴阳离子的基态和低能激发态.在ANO-L基组水平下,计算了AlCN及其阴阳离子低能电子态的几何,组态及其相互作用系数,谐振频率,绝热激发能,垂直激发能和振子强度.在CASSCF/CASPT2理论水平下,计算得到AlCN的11Π电子态的绝热激发能为352.4kJ·mol-1,与实验值344.0kJ·mol-1符合得很好.另外,预测AlCN的跃迁X1Σ+→21Π发生在673.1kJ·mol-1.激发能和振子强度的计算为研究AlCN的吸收光谱提供理论指导.     

ZnNe低激发态的量子化学研究

用相对论赝势ＣＡＳＳＣＦ／ＣＩ方法,对ＺｎＮｅ的基态和低激发态进行了计算,得出了它们的电子结构,势能曲线及光谱常数。计算结果表明,ＺｎＮｅ的基态分子是范德华分子,它的几个低激发态分子中的主要作用力为范德华力,这些态的分子仍为范德华分子。     

HO2自由基电子激发态的理论研究

采用CASPT2/CASSCF方法对HO2自由基进行统计算, 优化了三个电子态的稳定点几何构型, 得到详细的频率数据. 利用垂直激发计算确定了3个里德堡态、11个价电子态的电子结构以及在三种理论水平上(CASSCF, SS-CASPT2和MS-CASPT2)的能量信息. 计算中使用了ANO-L和ANO-L+基组, 验证了已知实验数据的同时, 通过与其它理论计算结果的对比, 揭示了应用弥散轨道系数对于该体系激发态研究的重要性.     

9-(2-溴乙基)腺嘌呤合成工艺研究

研究了用腺嘌呤和1,2-二溴乙烷合成9-(2-溴乙基)腺嘌呤的方法.讨论了物料配比、反应时间、碳酸钾用量等因素对反应的影响.确定了合成9-(2-溴乙基)腺嘌呤的最佳反应条件,在选择的试验条件下产率为81.0%.     

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").     

Theoretical study on low‐lying states of HAlO+ and HOAl+ cations

Some low‐lying states of HAlO⁺ and HOAl⁺ cations have been studied using the complete‐active‐space self‐consistent field (CASSCF) and multiconfiguration second‐order perturbation theory (CASPT2) methods with the contracted atomic natural orbital (ANO) basis sets. The geometries of all stationary points along the potential energy surfaces were optimized at the CASSCF/ANO and CASPT2/ANO levels. The ground and the first excited states of HAlO⁺ are predicted to be X²Π and A²Σ⁺ states, respectively. It was predicted that the ground state of HOAl⁺ is X²Σ⁺ state. The A²Π state of HOAl⁺ has unique imaginary frequency. A bent local minimum M1 was found along the 1²A″ potential energy surface, and the A²Π state of HOAl⁺ should be the transition state of the isomerization reactions for M1 ? M1. The CASPT2/ANO potential energy curves of isomerization reactions were calculated as a function of HAlO bond angle. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem, 2011     

One- and Two-Dimensional Torsion-Inversion Models for the Fluoral Molecule (CF3CHO) in Excited Electronic States

The structure of the conformationally nonrigid fluoral molecule (CF₃CHO) in the ground (S₀) and lowest excited triplet (T₁) and singlet (S₁) electronic states was studied by ab initio quantum-chemical methods. The equilibrium geometric parameters and harmonic vibrational frequencies of the molecule in these electronic states were determined. The calculations demonstrated that the electronic excitation causes substantial changes in the molecular structure involving the rotation of the CF₃ top and the deviation of the CCHO carbonyl fragment from planarity. The quantum-mechanical problems for large-amplitude vibrations, namely, for the torsional vibration in the S₀ state and the torsional and inversion vibrations (nonplanar carbonyl fragment) in the T₁ and S₁ states, were solved in the one- and two-dimensional approximations. A comparison of the results of calculations revealed the correlation between the torsional and inversion motions.     

Theoretical prediction on HAlS+ and HSAl+ cations using multiconfiguration second‐order perturbation theory

Some low‐lying states of the HAlS⁺ and HSAl⁺ cations have been studied for the first time by large‐scale theoretical calculations using three methods: complete active space self‐consistent field (CASSCF), complete active second‐order perturbation theory (CASPT2), and density functional theory Becke's three‐parameter hybrid function with the nonlocal correlation of Lee–Yang–Parr (B3LYP) with the contracted atomic natural orbital (ANO‐L) and cc‐pVTZ basis sets. The geometries of all stationary points along the potential energy surfaces (PESs) were optimized at the CASSCF/ANO‐L and B3LYP/cc‐pVTZ levels. The ground and the first excited states of linear HAlS⁺ are predicted to be X²Π and A²Σ⁺ states, respectively. For the linear HSAl⁺ structure, the first excited state is A²Σ⁺. The X²Π state of linear HSAl⁺ is a second‐order saddle point, because it has two imaginary frequencies. Two bent global minima M1 and M2 were found along the 1²A′ and 1²A″ PESs, respectively. The CASPT2/ANO‐L potential energy curves of isomerization reactions were calculated as a function of HAlS bond angle. According to our calculations, the ground‐state HAlS⁺ is linear, whereas the ground‐state HSAl⁺ is bent. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem, 2011