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.     

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.     

H2CCC光谱性质的从头算研究

采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)在C2v对称性和ANO-S基组水平下, 研究了H2CCC自由基及其阴阳离子的基态和低激发态性质. 为了进一步考虑动态电子相关效应, 采用多组态二级微扰理论(CASPT2)获得了更加精确的能量值. 计算得到X1A1 → 1A2, X1A1 → 1B1和X1A1 → 21A1在159.0, 216.5和476.4 kJ/mol处的激发可分别归因于π(b2)→π*(b1), n(a1)→π*(b1)和π(b1)→π*(b1)的跃迁, 理论波长与紫外吸收光谱得到的实验数据一致. 计算得到的电子亲和势与实验值也非常接近.     

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.     

飞秒时间分辨的光电子影像对3-甲基吡啶分子超快动力学研究(英文)

利用飞秒时间分辨的光电子影像技术结合时间分辨的质谱技术,研究了3-甲基吡啶分子激发态的超快过程.实时观察到了3-甲基吡啶分子S2态向S1态高振动能级的超快内转换过程,该内转换的时间大约为910fs.二次布居的S1态主要通过内转换衰减到基态S0,该内转换的时间尺度为2.77 ps.光电子能谱分布和光电子角分布显示,S2态和S1态在电离的过程中跟3p里德堡态发生偶然共振.本次实验中还用400 nm两个光子吸收的方法布居了3-甲基吡啶的3s里德堡态.研究表明,3s里德堡态的寿命为62 fs,并主要通过内转换快速衰减到基态.     

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.     

锂分子里德堡态和双激发态的重新分类

根据里德堡轨道的类氢nλ特性,对 7Li2实验已观测到的和理论计算给出的68个电子态进行了分类,把这些态划分为核实贯穿里德堡态和核实非贯穿里德堡态.讨论了双电子激发态和里德堡态的微扰,也讨论了这种分类的意义.     

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.     

飞秒时间分辨的光电子影像对3-甲基吡啶分子超快动力学研究

利用飞秒时间分辨的光电子影像技术结合时间分辨的质谱技术,研究了3-甲基吡啶分子激发态的超快过程. 实时观察到了3-甲基吡啶分子S₂态向S₁态高振动能级的超快内转换过程,该内转换的时间大约为910fs. 二次布居的S₁态主要通过内转换衰减到基态S₀,该内转换的时间尺度为2.77 ps. 光电子能谱分布和光电子角分布显示,S₂态和S₁态在电离的过程中跟3p里德堡态发生偶然共振. 本次实验中还用400 nm两个光子吸收的方法布居了3-甲基吡啶的3s 里德堡态. 研究表明,3s 里德堡态的寿命为62 fs,并主要通过内转换快速衰减到基态.     

CF自由基双光子共振增强多光子电离研究：3pRy dberg态的转动分析

利用Ar/CF4、Ar/CF2Cl2或Ar/CF3COOH混合气体的直流脉冲放电产生CF自由基,观测了260～360nm范围内转动分辨的CF自由基双光子共振增强多光子电离谱。分析表明,该段光 谱对应于CF自由基3pπD2Πr(ν'=2～6,r=3/2,1/2)←←X2Πr(ν"=0,r=3/2,1/2)的共振激发。对观测的振动带进行了转动分析,并获得了3p里德堡态的转动常数和自旋-轨道分裂值。     

酞菁基态和激发态的计算

采用DFT方法在B3LYP/6-31G水平上得到了H2Pc(酞菁)的优化结构,并在此基础上采用TDDFT方法计算了激发态.通过与H2P(卟吩)、H2Pz(四氮卟吩)和H2TBP(四苯并卟啉)的比较,研究了苯并取代以及氮杂取代对H2Pc的分子轨道和激发态的影响,上述取代效应使得H2Pc的HOMO-1(132 b1u)和HOMO-3(130 b1u)轨道发生了翻转,氮杂取代的影响尤其明显.这两种取代都使得Q带振子强度增大,在这四种化合物中,H2Pc的振子强度最大.TDDFT计算结果与实验值符合得较好.     

乙酰基的电子激发态

对乙酰基的基态（X12A′）和激发态进行了理论和实验研究。通过采用MRSDCI和MP2方法计算，获得了CH3CO自由基的四个电子激发态（A12A″，B22A′，C32A′，D22A″），其垂直激发能分别为250．8kJ·mol－1，472．3kJ·mol－1，645．8kJ·mol－1和674．7kJ·mol－1。运用时间分辨付里叶红外光谱仪（TR－FTIR）分别研究了CH3CO自由基的热解和光解反应，观察到初生产物CO（V）的红外发射光谱．势垒仅为75．2kJ·mol－1的基态CH3CO极易热解．532um的激光只能将CH3CO激发到束缚态A12A″，故未观察到CO信号；而248nm或266nm的激光可使CH3CO发生B22A′←X12A′跃迁，生成高振动激发的CO（V8）产物．     

CO2势能面和振动激发态的理论研究

采用振动自洽场-组态相互作用(SCF-CI)方法通过实验振动光谱优化了CO₂分子的势能函数,由该势能函数计算得到的纯振动光谱数据与实验值相比,所有能级的误差均在4cm^-1以内,均方根偏差为1.50cm^-1,所预测的Π态振转光谱也与实验值很接近.     

二聚(2,5-噻吩乙烯撑)基态和激发态的电子结构: 桥基和芳环取代的影响

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法, 在B3LYP/TZVP水平下, 研究了一系列给电子基团(—NH2, —OCH3和—CH3)和吸电子基团(—CCH, —CN和—NO2)在二聚(2,5-噻吩乙烯撑)(2TV)的桥基和芳环上取代对基态和激发态电子结构的影响. 结果表明, 取代基的给/吸电子能力和取代位置对衍生物的几何结构以及吸收发射光谱均有重要影响, 其中氨基(—NH2)和硝基(—NO2)取代对2TV电子结构的影响较为显著. 此外, 对于桥基和芳环取代, 随着取代基吸电子能力的增强, 衍生物的前线分子轨道HOMO和LUMO的能级均呈逐渐降低的趋势.     

Adiabatic Potential Energy Surfaces and Photodissociation Mechanisms for Highly Excited States of H2O

Full-dimensional adiabatic potential energy surfaces of the electronic ground state \begin{document}$ \tilde X $\end{document} and nine excited states \begin{document}$ \tilde A $\end{document}, \begin{document}$ \tilde I $\end{document}, \begin{document}$ \tilde B $\end{document}, \begin{document}$ \tilde C $\end{document}, \begin{document}$ \tilde D $\end{document}, \begin{document}$ \tilde D' $\end{document}, \begin{document}$ \tilde D'' $\end{document}, \begin{document}$ \tilde E' $\end{document} and \begin{document}$ \tilde F $\end{document} of H\begin{document}$ _2 $\end{document}O molecule are developed at the level of internally contracted multireference configuration interaction with the Davidson correction. The potential energy surfaces are fitted by using Gaussian process regression combining permutation invariant polynomials. With a large selected active space and extra diffuse basis set to describe these Rydberg states, the calculated vertical excited energies and equilibrium geometries are in good agreement with the previous theoretical and experimental values. Compared with the well-investigated photodissociation of the first three low-lying states, both theoretical and experimental studies on higher states are still limited. In this work, we focus on all the three channels of the highly excited state, which are directly involved in the vacuum ultraviolet photodissociation of water. In particular, some conical intersections of \begin{document}$ \tilde D $\end{document}-\begin{document}$ \tilde E' $\end{document}, \begin{document}$ \tilde E' $\end{document}-\begin{document}$ \tilde F $\end{document}, \begin{document}$ \tilde A $\end{document}-\begin{document}$ \tilde I $\end{document} and \begin{document}$ \tilde I $\end{document}-\begin{document}$ \tilde C $\end{document} states are clearly illustrated for the first time based on the newly developed potential energy surfaces (PESs). The nonadiabatic dissociation pathways for these excited states are discussed in detail, which may shed light on the photodissociation mechanisms for these highly excited states.     

Measurement of Photoionization Cross Sections of the Excited States of Titanium

Resonance-enhanced multiphoton ionization of the titanium atoms has been investigated in the 293 321 nm wavelength. We couple a laser-ablated metal target into a molecular beam to produce free atoms. Ions produced from photoionization of the neutral atoms are monitored by a home-built time-of-flight mass spectrometer. Photoionization cross sections of the excited states of Ti I were deduced from the dependence of the ion signal intensity on the laser intensity for photon energies close to the ionization threshold. The values obtained range from 0.2 Mb to 6.0 Mb. No significant isotope-dependence was found from measurements of the photoionization cross sections of ^46Ti, ^47Ti, and ^48Ti.     

Au(I)炔基配合物激发态性质的理论研究

用MP2方法和CIS方法分别优化了Au(I)炔基配合物及相应炔烃的基态和激发态的结构. 计算结果表明, 在基态, 分子有向中间收缩的趋势, Au(I)的修饰作用减弱了配体内部原子间的成键作用. 随着分子链长增长, Au(I)与配体间的相互作用减弱; 激发态的电子跃迁减弱了, Au(I)与配体间的相互作用, 并且这种影响随着分子链增长而更加明显. 计算得出Au(I)炔基配合物体系的荧光发射光谱并发现其独特的发光性质, 说明取代H原子的—AuPH3比—H更具有离子性.     

Photodriven Electron and Energy Transfer from Copper Phenanthroline Excited States

Electron and energy transfer from copper 1,10-phenanthroline excited states is observed at room temperature in organic solvents. The copper phenanthroline excited states are metal-to-ligand charge-transfer in nature and have lifetimes of approximately 70-250 ns in dichloromethane solution if methyl or phenyl substituents are placed in the 2- and 9-positions of the phenanthroline ligand. The unsubstituted cuprous compound Cu(phen)(2)(PF(6)) is nonemissive under these conditions, and the excited state lifetime is <20 ns. The rate and efficiency of energy transfer to anthracene or electron transfer to viologens is reported. The cage escape efficiency of [Cu(dpp)(2)(2+), MV(+)(*)], where dpp is 2,9-diphenyl-1,10-phenanthroline, is close to unity within experimental error. Back electron transfer to ground state products occurs at the diffusion limit, 2 x 10(10) M(-)(1) s(-)(1).