从头计算研究BCl+基态和激发态的势能曲线和光谱性质

基于相关一致极化4zeta(aug-cc-pVQZ)基组, 应用量子化学从头计算中高水平的多参考组态相互作用方法计算了BCl⁺ 两个离解极限B⁺(¹S_g)+Cl(²P_u)和B (²P_u)+Cl⁺ (³P_g)的14个Λ-S态势能曲线. 在计算中考虑了Davidson修正(+Q)和标量相对论效应, 并首次在计算中考虑了BCl⁺ 的旋轨耦合效应, 获得了由能量最低的4个Λ-S态分裂出的7个Ω 态. 计算结果表明相同对称性的Ω 态的势能曲线存在着非常明显的避免交叉. 通过分析Λ-S态的电子结构, 得到了各态的电子跃迁特性, 并确认了电子态的多组态性质. 使用LEVEL程序通过求解径向的Schrödinger方程得到了束缚Λ-S 和Ω态的光谱参数D_e, R_e, T_e, ω_e, ω_eχ_e和B_e. 通过和已有的Λ-S态X²∑⁺ 的实验数据进行对比发现, 本文所得的计算结果与实验结果非常一致. 而文中其他电子态的光谱参数均为首次报道. 关键词： 势能曲线 光谱参数 多参考组态相互作用方法 旋轨耦合     

HF分子电子基态和激发态的MRCI计算

应用舍Davidson修正的多参考组态相互作用（MRCI）方法,在aug-cc-pVTZ基组水平上对HF基态及最低的多个单重和三重电子激发态进行了势能扫描计算.结合群论原理及分子的离解极限,分析了电子态势能曲线的特征,得出激发态B¹S⁺对应的离解极限为H⁺+F^-（¹S）.基于势能曲线,数值求解核运动的径向Schrodinge方程,得到J=0时束缚电子态X¹S⁺,B¹S⁺,C¹P和D¹S⁺的振动能级和转动常数,继而进行数据拟合得到电子态的光谱常数,基态X¹S⁺:ω_e=4146.94 cm^-1,ω_ez_e=88.08 cm^-1,B_e=21.22 cm^-1,a=0.785 cm^-1;B¹S⁺态:ω_e=1131.37 cm^-1,ω_ex_e=17.28 cm^-1,B_e=3.96 cm^-1,a_e=0.0215 cm^-1,C¹P态:ω_e=2696.37 cm^-1,ω_ex_e=73.43 cm^-1,B_e=15.91 cm^-1,a_e=0.776 cm^-1,D¹S⁺态:ω_e=3104.22 cm^-1,ω_ex_e=118.92 cm^-1,B_e=17.25 cm^-1,a_e=0.992 cm^-1,拟合结果与实验值吻合的较好.     

BP+基态和激发态的势能曲线和光谱性质的研究

本文利用量子化学中的多参考组态相互作用方法(MRCI), 在aug-cc-pVQZ级别计算了在环境科学中具有重要作用的离子BP⁺. 得到了对应三个离解极限B⁺(¹S_g)+P(⁴S_u), B⁺(¹S_g)+P(²D_u)以及B⁺(¹S_g)+P(²P_u)的6个Λ-S态势能曲线. 在计算中还考虑了Davidson修正(+Q)和标量相对论效应, 用以提高计算精度. 通过分析Λ-S态的电子结构, 确认了电子态的多组态特性. 计算中首次纳入了旋轨耦合效应, 获得了由BP⁺离子的6个Λ-S态分裂出的10个Ω 态的势能曲线. 计算得到的势能曲线表明相同对称性的Ω 态的势能曲线存在着明显的避免交叉. 在得到的Λ-S态和Ω 态的势能曲线的基础上, 运用LEVEL8.0程序通过求解核径向的Schrödinger 方程, 得到了相应的Λ-S态和Ω 态的光谱常数T_e, R_e, ω_e, ω_eχ_e, B_e和D_e, 其中基态X⁴∑^-的光谱常数与已有的理论值符合的非常好, 文中其他电子态的光谱常数均为首次报道. 关键词： 多参考组态相互作用方法(MRCI) 势能曲线 光谱常数 旋轨耦合效应     

79BrF和81BrF基态X1∑+光谱性质同位素效应对结构性质的影响

采用原子分子静力学的基本原理分析了BrF基态X¹∑⁺的离解极限,采用Herzberg同位素理论分析了BrF基态X¹∑⁺光谱数据的同位素效应,并以此为基础,分析了光谱数据的同住素效应对振动能级和分子势能函数（Murrell-Sorbie势即MS势）的影响.结果表明,⁷⁹BrF和⁸¹BrF基态X¹∑⁺的光谱数据的同住素效应是一种弱效应,与Herzberg同住素理论符合得很好,低振动能态的能级对理论预计的偏离很小,高阶力常数f₄和高阶展开系数a₃与实验结果有较大偏差,但由于a₃本身比a₁和a₂小很多,结果对势能函数整体影响不大.     

PdCO分子结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法,对钯原子采用LANL2DZ收缩价基函数,碳原子和氧原子采用AUG-cc-pVTZ基组,对PdC,PdO和PdCO体系的结构进行优化,计算表明：PdC分子基态为¹Σ⁺态,键长为R_e=0.17285nm,离解能为4.919eV.PdO分子基态的平衡核间距为0.18546nm,其电子态为³Π,离解能为2.455eV,并拟合得到Murrell-Sorbie势能函数;PdCO分子有两 关键词： PdCO 分子结构 势能函数     

用新公式研究K2分子部分电子态的离解能

本文使用孙卫国等人提出的基于微扰理论的代数方法（AM）,研究了碱金属K₂分子的五个电子态X¹∑_g⁺、a³∑_u⁺、O_g^-、B¹∏_u和3³∏_g的离解能;然后使用作者最近提出的新公式计算了这些电子态的离解能,并分别与实验值进行了比较.计算结果表明:使用新公式得到的分子离解能与实验值非常吻合.而对那些还没有离解能实验数据的电子态,该公式提供了一种推测其离解能的理论计算方法.     

AsH+离子的电子结构和跃迁性质

采用多参考组态相互作用方法计算了AsH⁺离子前3个离解极限所对应的8个电子态(X²Π,a⁴Σ^-,A²Σ^-,b⁴Π,B²Δ,C²Σ⁺,D²Π,2²Σ⁺)的电子结构.As原子选择了aug-cc-pwCV5Z-PP相对论赝势基组.在计算中考虑了Davidson修正,芯-价电子关联和自旋-轨道耦合效应.拟合得到了所有态的光谱常数,离解能越大的电子态,其谐振频率越大,平衡核间距越小.考虑自旋-轨道耦合效应后,由于避免交叉,B²Δ_3/2和B²Δ_5/2变为双势阱结构.最后预测了A²Σ^-→X²Π,a⁴Σ_1/2^-     

GeS分子基态和低激发态的势能曲线与光谱性质

本文以aug-cc-pv5Z为基组, 采用考虑Davidson修正的多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)得到了GeS分子基态(X¹Σ⁺)和5个低激发态(1¹Σ, 1¹Δ, A¹Π, 1⁵Σ⁺, 2⁵Σ⁺)的势能曲线. 计算结果表明: 2⁵Σ⁺态为排斥态, 其余5个态为束缚态; 6个态有着共同的离解通道, 离解极限均为Ge(³P)+S(³P). 利用计算得到的势能曲线得了X¹Σ⁺, 1¹Σ^-, 1¹Δ, A¹Π和1⁵Σ⁺态的垂直跃迁能T_e, 平衡键长R_e, 离解能D_e, 谐振频率ω_e, 非谐性常数ω_ex_e及平衡位置的电偶极矩. X¹Σ⁺态的R_e 为2.034 Å, D_e 为5.728 eV, ω_e为571.73 cm^-1, ω_ex_e为1.6816 cm^-1, 平衡位置的电偶极矩为1.9593 Debye. 激发态1¹Σ, 1¹Δ, A¹Π, 1⁵Σ⁺的T_e 依次为25904.81, 26209.22, 32601.19, 43770.26 cm^-1; R_e依次为2.313, 2.322, 2.188, 2.8790 Å; D_e依次为2.524, 2.487, 1.694, 0.3036 eV, ω_e依次为358.90, 353.08, 376.32, 134.96 cm^-1; ω_ex_e依次为1.2421, 1.2151, 1.6608, 1.9095 cm^-1; 平衡位置的电偶极矩依次为1.3178, 1.4719, 1.5917, -1.9785 Debye. 通过求解核运动的薛定谔方程得到了J=0时X¹Σ⁺, 1¹Σ^-, 1¹Δ, A¹Π和1⁵Σ⁺态前30个振动态的振动能级G_v和分子常数B_v, 得到的结果和已有的实验值及其他理论值符合较好.     

Rh XⅢ—Cd XVI离子4s24p3—4s4p4能级与跃迁的理论计算

用HFR（Hartree-Fock with relativistic corrections）方法对Rb V—Cd XVI离子4s²4p³和4s4p⁴组态能级结构做了全面系统的理论计算研究. 通过分析能级结构参数的HFR理论计算值与基于实验能级拟合得到的计算值之比值随着原子序数Z_c变化的规律,运用广义拟合外推方法预言了这些离子能级结构参数. 由此进一步计算了Rh XⅢ,Pd XIV,Ag XV和Cd XVI离子4s²4p³（⁴S_3/2,²P_1/2,3/2,²D_3/2,5/2）和4s4p⁴（⁴P_1/2,3/2,5/2,²P_1/2,3/2,²D_3/2,5/2,²S_1/2）组态能级以及电偶极跃迁波长与振子强度. 研究表明,对于4s²4p³组态,单组态近似可以得到较满意的结果;而对于4s4p⁴组态,只有在考虑了4s²4p²4d的组态相互作用效应时,计算结果的准确性才能明显得到提高. 同时,本文还运用全相对论grasp2K-DEV程序包计算了Rh XⅢ—Cd XVI离子组态能级. 对于Rh XⅢ离子4s²4p³（²P_1/2）,Pd XIV离子4s²4p³（⁴S_3/2,²P_1/2,3/2,²D_3/2,5/2）和4s4p⁴（²P_1/2,3/2,²D_3/2,5/2,²S_1/2）,能级均无实验值;对于Ag XV和Cd XVI离子,截至目前还没实验能级数据,没有实验能级值的所有数据均仅来自本文的计算数值. 本文计算结果与已有实验值吻合得很好.     

HNO分子基态的结构与解析势能函数研究

应用群论及原子分子反应静力学的方法, 导出了HNO分子基态电子态和合理的离解极限.利用优选出的密度泛函理论B3LYP方法结合6-311G **优化计算了HNO分子基态的平衡结构和谐振频率.计算结果表明基态HNO分子稳定态为C_S构型,电子组态为X¹A',平衡核间距分别为R_H-N=0.1065 nm,R_N-O=0.1200 nm,键角∠H-N-O=108.60°,离解能D_e=15.379 eV.基态简正振动频率分别为:弯曲振动频率ν₁=1575.6351 cm^-1,对称伸缩振动频率ν₂=1673.2890 cm^-1,反对称伸缩振动频率ν₃=2837.7856 cm^-1.在此基础上,应用多体项展式理论导出了基态HNO分子的全空间解析势能函数,该势能函数等值势能图准确再现了HNO分子平衡结构和离解能. 关键词： 势能函数 光谱常数 密度泛函方法     

从头计算研究BP分子的势能曲线和光谱性质

利用高精度的量子化学从头计算MRCI+Q方法结合相关一致aug-cc-pVQZ基组计算了磷化硼分子X3Π,3Σ-,5Π和5Σ-态的势能曲线,计算所得的电子态在大键长位置处收敛于同一个离解极限B(2Pu)+P(4Su).为了得到更精确的结果,计算中首次纳入了旋轨耦合(SOC)效应,使得BP分子的4个Λ-S态分裂成为15个Ω态,其中3Π0+态被确定为基态.此外,SOC效应还使两个三重态X3Π和3Σ-分裂出的0+和1态的势能曲线产生了避免交叉,表明在当前的计算中考虑SOC效应是非常必要的.利用LEVEL8.0程序对计算所得的Λ-S态和Ω态的势能曲线进行拟合,得到了相应的光谱常数,通过与其他理论和实验工作进行比较,可知我们的结果更加精确、完整,可以为实验和理论方面进一步研究BP分子的光谱性质提供可靠的参考.     

BH~+离子基态及激发态的势能曲线和跃迁性质的研究

利用高精度的多组态相互作用及Davidson修正方法 (MRCI+Q),采用ACV5Z-DK全电子基组计算了BH~+离子的前4个离解通道B~+(~1S_g)+H(~2S_g),B~+(~3Pu)+H(~2S_g),B(~2P_u)+H~+(~1Sg)和B~+(~1Pu)+H(~2Sg)的9个Λ—S态的势能曲线.X~2Σ~+,A~2Π和B~2Σ~+态的光谱常数和已有实验值符合得很好,其中b~4Σ~+,3~2Σ~+,3~2Π和4~2Σ~+态的光谱常数为首次报道,3~2Π和4~2Σ~+态具有双势阱结构.预测了A~2Π和B~2Σ~+态的辐射寿命:τ(A~2Π)=239.2 ns和τ(B~2Σ~+)=431.2 ns.最后在考虑自旋轨道耦合效应下讨论了B~2Σ~+与A~2Π态的势能曲线的相交对激光冷却BH~+离子的影响.     

MRCI+Q study of the low-lying electronic states of CdF including spin-orbit coupling

Cd F molecule, which plays an important role in a great variety of research fields, has long been subject to numerous researchers. Due to the unstable nature and heavy atom Cd containing in the Cd F molecule, electronic states of the molecule have not been well studied. In this paper, high accurate ab initio calculations on the Cd F molecule have been performed at the multi-reference configuration interaction level including Davidson correction(MRCI + Q). Adiabatic potential energy curves(PECs) of the 14 low-lying Λ–S states correlating with the two lowest dissociation limits Cd(~1S_g) + F(~2P_u) and Cd(~3P_u) + F(~2P_u) have been constructed. For the bound Λ–S and ? states, the dominant electronic configurations and spectroscopic constants are obtained,and the calculated spectroscopic constants of bound states are consistent with previous experimental results. The dipole moments(DMs) of 2 Σ+ and 2Π are determined, and the spin–orbit(SO) matrix elements between each pair of X2Σ+, 22Σ+, 12Π, and 22Π are obtained. The results indicate that the sudden changes of DMs and SO matrix elements arise from the variation of the electronic configurations around the avoided crossing region. Moreover,the Franck–Condon factors(FCFs), the transition dipole moments(TDMs), and radiative lifetimes of low-lying states-the ground state X2Σ+are determined. Finally, the transitional properties of 22Π–X2Σ+and 22Σ+–X2Σ+are studied. Based on our computed spectroscopic information of Cd F, the feasibility and challenge for laser cooling of Cd F molecule are discussed.     

icMRCI+Q理论研究CF离子12个-S态和23个?态的光谱性质

采用考虑Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI+Q)方法结合相关一致基组aug-ccpV5Z和aug-cc-pV6Z计算了CF~+离子第一离解极限C~+(~2p_u)+F(~2P_u)对应的12个∧-S态(X~l∑~+,a~3∏,1~3∑~+,1~3Δ,1~1∑~-,1~1∑~-,1~3∑~-,2~1∑~+,1~1∏,2~3∏,2~1∏和2~3∑~+)所产生的23个Ω态的势能曲线.计算中考虑了旋轨耦合效应、核价相关和标量相对论修正以及将参考能和相关能分别外推至完全基组极限.基于得到的势能曲线,获得了束缚和准束缚的9个∧-S态和16个Ω态的光谱常数,并且X~1∑~+,a~3∏~(势阱一)∧-S态的光谱常数与已有的实验结果非常符合.此外,计算了CF自由基X~2∏态到CF~+离子束缚和准束缚的9个∧-S态的垂直电离势和绝热电离势,并且CF~+(X~1∑~+)←CF(X~2∏)和CF~+(a~3∏(势阱一))←CF(X~2∏)的垂直电离势和绝热电离势与相应的实验结果也非常符合.由a~3∏,1~1∏态和其他激发∧-S态势能曲线的交叉现象,借助于计算的旋轨耦合矩阵元,分析了a~3∏~(势阱一),1~1∏~(势阱一)和2~1∑~+态的预解离机理.计算的23个Ω态离解极限处的相对能量与实验结果十分吻合.最后计算了(2)0+~(势阱一)(v'=0-5),(1)1~(势阱一)(v'=0-5)和(2)1~(势阱一)(v'=0)到X0~+态跃迁的Franck-Condon因子和辐射寿命.     

Low-lying electronic states of CuN calculated by MRCI method

The high accuracy ab initio calculation method of multi-reference configuration interaction(MRCI) is used to compute the low-lying eight electronic states of CuN.The potential energy curves(PECs) of the X~3∑~-,1~3Π,2~3∑~-,1~3△,1~1△,1~1∑~-,1~1Π,and ~5∑~- in a range of R=0.1 nm-0.5 nm are obtained and they are goodly asymptotes to the Cu(~2S_g) + N(~4S_u) and Cu(~2S_g)+N(~2D_u) dissociation limits.All the possible vibrational levels,rotational constants,and spectral constants for the six bound states of X~3∑~-,1~3Π,2~3∑~-,1~1△,1~1∑~-,and 1~1 Π are obtained by solving the radial Schrdinger equation of nuclear motion with the Le Roy provided Level 8.0 program.Also the transition dipole moments from the ground state X~3∑~- to the excited states 1~3Π and 2~3∑~- are calculated and the result indicates that the 2~3∑-X~3∑ transition has a much higher transition dipole moment than the 1~3Π-X~3∑~- transition even though the l~3Π state is much lower in energy than the 2~3∑~- state.     

CO分子四个电子态的振转谱:两种效应修正方法的比较

基于完全活性空间自洽场方法和多参考组态相互作用（multi-reference configuration interaction method,MRCI）方法,采用MRCI+Q/CBS（TQ5）+CV+SR（方法A）和aug-cc-pwCVnZ-DK（n=T,Q,5）（方法B）方案,分别计算了包含Davidson修正（+Q）、芯-价电子关联（core-valence correlation correction,CV）效应以及标量相对论（scalar relativistic,SR）效应的CO分子的基态X¹∑⁺和激发态a³Π,a'³∑⁺和A¹Π的势能曲线.在此基础上,获得了这些电子态的振-转谱.通过与实验结果比较发现：方法A适合a'³∑⁺和A¹Π等较高激发态的振-转谱的计算,方法B更适合基态X¹∑⁺和第一激发态a³Π的振-转谱的精细计算.该研究可以为其他小分子高精度振-转谱快速计算方案选择提供参考.     

Structural,Spectroscopic and Vibrational Properties for Low-Lying Electronic States of LiCl

A multireference configuration interaction (MRCI) study has been carried out on the LiCl molecule. The potential energy has been calculated over a wide range of internuclear separation for the 21 low-lying electronic states of the LiCl molecule dissociating into Li (²S, ²P, ³S)+Cl(²P). The (4)¹Σ⁺, (3)¹Π, 1-3³Σ⁺, 1-3³Π, ^1,3Δ, ^1,3Σ^-, (5)¹Σ⁺, (4)³Σ⁺, (4)¹Π, (4)³Π excited states are studied for the first time in theory. Molecular spectroscopic constants (R_e, D_e, ω_e, ω_eχ_e, B_e and α_e) have been derived for the 9 bound states (X¹Σ⁺, (3)¹Σ⁺, (2)¹Σ⁺, ^1,3Δ, ^1,3Σ^-, (4)¹Π, (4)³Π) with a regular shape, and the spectroscopic constants of ground states X¹Σ⁺ are in good agreement with available experimental and theoretical values. The relative differences between experimental values and our values for R_e, D_e, ω_e, ω_eχ_e, B_e and α_e are 1.02%, 0.60%, 1.72%, 9.46%, 2.0%, and 0.75%, respectively. Moreover, vibrational levels of 9 bound states, which have not been investigated experimentally, are computed.     

一氟化碳电子态的光谱性质和预解离机理的理论研究

采用考虑Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI+Q)方法结合相关一致基组aug-cc-pV5Z和aug-cc-pV6Z首次计算了一氟化碳(CF)11个Λ-S 态(X²Π , a⁴Σ^-, A²Σ⁺, B²Δ, 1⁴Π, 1²Σ^-, 2⁴Π, 1^{4}Δ , 1⁴Σ⁺, 2²Σ^-和2⁴Σ^-) 所产生的25个Ω 态的势能曲线. 计算中考虑了旋轨耦合效应、核价相关和标量相对论修正以及将参考能和相关能分别外推至完全基组极限. 基于得到的势能曲线, 获得了束缚和准束缚的Λ-S态和Ω 态的光谱常数, 与已有的实验结果非常符合. 分析了束缚和准束缚的Λ-S态在各自平衡核间距R_e处的主要电子组态. 由于1⁴Π 和2⁴Π态的避免交叉, 发现准束缚态2⁴Π. 由Λ-S态势能曲线的交叉现象, 借助于计算的旋轨耦合矩阵元, 分析了a⁴Σ^-和B²Δ 态的预解离机理. 计算了25个Ω 态的离解关系, 给出了它们的离解极限. 最后研究了A²Σ⁺-X²Π 跃迁特性, 本文计算得到的A²Σ⁺-X²Π跃迁的Frank-Condon 因子和辐射寿命与已有实验值也符合得非常好.     

Potential energy curves,transition dipole moments,and radiative lifetimes of KBe molecule

An ab initio calculations on the ground and low-lying excited states(X~2Σ+, 2~2Σ+, 3~2Σ+, 1~4Π, 2~4Π, 1~4Σ~+, 2~4Σ~+,and 3~4Σ~+) of KBe molecule have been performed using multireference configuration interaction(MRCI) plus Davidson corrections(MRCI+Q) approach with all electron basis set aug-cc-p CV5Z-DK for Be and def2-AQZVPP-JKFI for K.The 3~2Σ+, 1~4Π, 2~4Π, 1~4Σ~+, 2~4Σ~+, and 3~4Σ~+states are investigated for the first time. Inner shell electron correlations are computed on the potential energy curves(PECs) calculations. The spectroscopic and molecular parameters are also predicted. In addition, The transition properties including transition dipole moment, Franck–Condon factors qv'v', Einstein coefficients Av'v', and the radiative lifetimes τυ for the 2~2Σ~+–X~2Σ~+, 3~2Σ~+–X~2Σ~+, and 2~4Π–1~4Π transitions are predicted at the same time.