Ne-HCl势能面和振转光谱的理论研究

利用量子化学计算方法CCSD(T)和大基组aug-cc-pVTZ加键函数3_s3_p2_d对Ne-HCl体系的分子间势能面进行了理论研究.结果表明,势能面上有两个势阱,分别对应于线性Ne-ClH和Ne-HCl构型.通过精确求解核运动方程发现,该从头算势能面分别支持5个(对Ne-HCl)和7个(Ne-DCl)振动束缚态.计算得到的振转跃迁频率与实值值吻合.     

多原子反应体系的高精度拟合势能面

本文介绍了近几年来我们组构建多原子反应体系的高精度拟合势能面的进展。我们基于神经网络(NN)方法,成功构建了多原子气相分子体系和气相分子在金属表面解离的一系列势能面。这些势能面的拟合精度相当高,并且经过了严格的量子动力学测试,能广泛应用到动力学研究中。我们还提出了一种新的置换不变势能面的拟合方法,即基本不变量神经网络方法(FI-NN)。基本不变量的使用极大地减少了神经网络输入层多项式的个数,有效提高了势能面的计算速度。     

He-N2O的从头算势能面及振转能级

采用超分子MP4方法和较大的基组计算得到了He-N₂O体系的分子间势能面,发现该势能面有3个极小值点,分别对应T形构型及两个线性He-ONN和He-NNO构型.同时采用离散变量表象方法预测了体系的振转能级,计算结果表明,MP4势能面支持5个振动束缚态.     

范德华复合物Kr-C2H2的势能面和振转光谱的理论研究

采用[CCSD（T）]-F12方法和aug-cc-pVTZ基组,同时引入中心键函数（3s3p2d1f1g）构建了Kr-C₂H₂体系的高精度四维势能面.在构建势能面时考虑了分子间的振动方式及C₂H₂单体内的ν₁对称伸缩和ν₃反对称伸缩振动.将计算得到的四维势能面在Q₁方向和Q₃方向分别做积分得到C₂H₂单体分别处于振动基态和（ν₁,ν₃）=（1,1）激发态的平均势能面.计算结果表明,这2个平均势能面均存在2个等价的T型全局极小值和2个等价线性极小值.全局极小值的几何构型位于R=0.41 nm,θ=65.6°/114.4°,势阱深度为151.88 cm^-1.对径向部分采用离散变量表象法（DVR）,角度部分采用有限基组表象法（FBR）,并结合Lanczos循环算法计算了Kr-C₂H₂的振转能级和束缚态.计算结果表明,复合物在（ν₁,ν₃）=（1,1）区域的带心位移为-1.48 cm^-1,表现为红移,与实验值-1.38 cm^-1很接近;计算得到的红外跃迁频率也与实验值相吻合,说明得到的从头算势能面具有高精度.     

Xe-N2O复合物的分子间势能面和振转光谱的理论研究

采用CCSD(T)方法研究了范德华分子体系Xe—N2O复合物的势能面和振转光谱性质,研究表明,该势能面有两个极小点,分别对应T构型和线性Xe—ONN构型,采用离散变量表象和Lanczos算法计算了体系的振转能级,计算结果表明,CCSD(T)势能面支持97个振动束缚态,并对能级进行了指认,计算得到的Xe—N2O转动跃迁频率与实验值吻合得很好。     

化学反应的高精度从头算势能面

势能面是化学反应动力学研究的基础。近年来随着理论方法的发展与计算技术的进步,不但含三、四个原子反应体系的电子基态势能面的构建精度进一步提高,一些反应体系的多电子态耦合势能面的构建和含六个原子以上反应体系的高维从头算势能面的构建也取得了重要进展。本文结合若干典型体系势能面的构建工作,主要介绍了高精度电子基态势能面,包括Renner-Teller、旋轨耦合等非绝热效应的耦合势能面以及高维势能面方面的研究进展。     

ArF2体系势能面和振动光谱的理论研究

利用MP4方法和一个含键函数的大基组研究了ArF2 体系的精确从头算势能面 .该势能面上存在两个局部极小值 :1个T型极小值和 1个L型 (线性 )极小值 .第 1极小值是L型几何结构 ,所对应的Rm 和Vm 分别为 0 .3883nm和 - 1 1 9.6 2cm-1;第 2极小值即T型极小值所对应的Rm 和Vm 分别为 0 .34 86nm和 - 85 .93cm-1;在势能面上θ =6 1°处有一个鞍点存在 ,所对应的R和V分别为 0 .3843nm和- 6 1 .5 3cm-1.用自洽场_组态相互作用方法预测了ArF2 体系的振动束缚态能级 .结果表明 ,该势能面支持 2 7个振动束缚态 ,其振动基态是两个简并的L型振动态 .     

F+CH_3OH碰撞反应机机理和反应势能面

以MP2（full）/6-311 + +g(d,p)水平上详细研究了氟原子与甲醇抽氢反应的 多通道反应机理，得到了各条通道中涉及的驻点的构型和振动频率及其能量，给出 了两张完整的反应势能面，结果表明，氟原子从C原子上抽氢时有一条明显的最低 能量通道，而从氧原子上抽氢时要涉及多条分支通道和多个驻点构型，给出了各分 支通道势能面示意图，结果表明以形成五元环状过渡态通道为优势通道，计算得到 经途径1生成CH_2OH时反应放热170.62kJ/mol，经分支途径6生成CH_3O自由基时反 应放热119.4 kJ/mol，此结果与实验值一致。     

F+CH_3OH碰撞反应机机理和反应势能面

以MP2（full）/6-311 + +g(d,p)水平上详细研究了氟原子与甲醇抽氢反应的 多通道反应机理，得到了各条通道中涉及的驻点的构型和振动频率及其能量，给出 了两张完整的反应势能面，结果表明，氟原子从C原子上抽氢时有一条明显的最低 能量通道，而从氧原子上抽氢时要涉及多条分支通道和多个驻点构型，给出了各分 支通道势能面示意图，结果表明以形成五元环状过渡态通道为优势通道，计算得到 经途径1生成CH_2OH时反应放热170.62kJ/mol，经分支途径6生成CH_3O自由基时反 应放热119.4 kJ/mol，此结果与实验值一致。     

~1CH_2 N_2O反应的势能面

利用密度泛函理论（B3LYP）计算了~1CH_2＋N_2O反应的反应物、中间体、过渡态及产物的几何构型.进而用从头算方法（QCISD（T））计算了单点能量.由此描绘了反应的势能面,确定了反应的最终产物通道为N_2＋H_2CO和NO＋HCN＋H.后者比前者有更大的分支比.N_2、H_2CO、NO、HCN的存在有待于实验检测.作者认为,反应在室温下是加成-消除机理,而在高温下可以通过直接取代的机理获得N_2＋H_2CO.     

ArF2体系势能面和振动光谱的理论研究

利用MP4方法和一个含键函数的大基组研究了ArF     

基于神经网络的分子体系势能面构造

本文介绍了近年来使用神经网络构造分子体系势能面的进展,在以前的研究基础上完善了一套完整的分子构型选择方案,在严格的势能面评价标准下,完全解决了势能面构造过程中分子构型选择的难题.基于此方法,采用一系列拟合技巧,结合大量反应动力学计算,成功构造了一系列重要体系的高精度从头算势能面,并能得到可靠的化学动力学结果.     

复合物Kr-CS2的一个新的四维的势能面及其红外光谱的预测

用高精度的量子化学从头算方法构建了Kr-CS₂体系的精确的四维势能面.对该势能面不仅考虑了分子间的振动方式,而且考虑了单体CS₂分子内的ν₁对称伸缩和ν₃反对称伸缩.采用了量子化学超分子方法在[CCSD（T）]-F12水平上构建了从头算势能面.将得到的四维势能面作积分,便得到CS₂处于振动基态和激发态的复合物平均势能面,这两个态的势能面均有一个T型的全局最小值和两个相等的线性极小值.还通过径向部分采用离散变量表象法（DVR）和角度部分采用有限基组表象法（FBR）结合Lanczos循环算法对Kr-CS₂复合物的振转能级进行了计算,对光谱常数进行了预测.另外,也预测了Kr-CS₂复合物的带心位移（-1.2357 cm^-1）.     

H3势能面的键表方法计算

本文采用键表自洽场方法计算H₃体系的势能面,完成了用键表相互作用和多键表自洽场方法计算H₃体系的程序编写和计算,讨论了各种近似条件下键表方法的特点,得到一些对价键方法应用具有建设性意义的结论。     

Ne-CO2的从头算势能面及微波光谱

采用三重激发校正的耦合簇[CCSD(T)]方法和大基组计算了范德华复合物Ne-CO2的分子间势能面. 分子间相互作用能的计算采用考虑了基组重叠误差修正的超分子方法. 计算结果表明, 该势能面有两个极小值点, 分别对应T形构型和线性Ne-OCO构型. 采用离散变量表象(DVR)方法及Lanczos算法计算了Ne-CO2的振转能级. 计算结果表明, 体系势能面支持22个振动束缚态. 计算得到的微波光谱的跃迁频率与实验值吻合得很好.     

丙酮光解反应CH_3COCH_32CH_3 CO产物CO振动态分布的理论研究

用从头算方法 ,在UHF/6 311G 水平上 ,对丙酮光解反应进行了研究 ,结果表明 :基态丙酮 (S0 )不易发生解离 ;在光照下丙酮电子产生n→Π 跃迁 ,丙酮在激发态 (T1)下易发生解离 ,即CH3 COCH3 (T1) hν CH3 CH3 CO(R1) ,乙酰基可以进一步发生热解反应 ,即 :CH3 CO→CH3 CO(R2 ) .对R2 进一步获得了该反应的动态学信息(ωK,BKF,V0 (S) ) ,并据此计算了产物CO的振动态分布 ,获得了和实验值相一致的结果     

He-N20偶极矩面及振转跃迁强度的理论研究

用超分子MP4方法和大基组(aug-cc-pVTZ)及键函数得到He-N2O体系的分子间从头算势能面及偶极矩面．用离散变量表象方法计算了^4He-N2O及^3He-N2O体系的振转能级，并进一步计算得到其振转跃迁强度，计算结果很好地解释了实验现象。     

CH_3N_3的光解─生成三线态CH_3N自由基的光谱证据(英文)

研究了CH3N3在第一电子吸收带的光解，获得了生成三线态CH3N自由基的重要证据并对可能的反应机制进行了讨论．其机理以激发态CH3N3经单线态三线态相互作用后解离生成三线态自由基的可能性较大．     

N_2H体系的势能面及振动激发态的理论研究

本文采用含Davidson校正的多参考组态相互作用MRCI+Q方法以及aug-cc-pVQZ基组计算了N2H体系的基态与第一激发态近24000个从头算能量点,使用三次样条插值法构建了高精度的全域绝热势能面.基态势能面具有一个极小点以及高于极小点0.44 eV的鞍点.基于该势能面上发生的N(~4S)+NH(X~3∑~-)→H(~2S)+N_2(X~1∑_g~g)反应是一个无能垒的放热反应,放热量为6.172 eV,比过去的势能面更接近实验值(5.956 eV).基态与第一激发态势能面间存在明显的锥形交叉,说明两个态之间存在非绝热耦合.此外,采用Lanczos算法预测了基态N_2H分子的振动能级.