NpFn分子和NpO2L(L=CO32-、SO42-、NO32-)分子的結(jié)構(gòu)和特性的理論研究.pdf

1、隨著全球的現(xiàn)代化進程逐步加快,核能的重要性越來越突出。但是,我國核能的可持續(xù)發(fā)展還有幾個重要的問題需要解決:核燃料的供應(yīng)問題、具有長壽命的放射性產(chǎn)物的處理問題以及反應(yīng)堆能否安全有效運行等。其中,對放射性產(chǎn)物的處理顯得尤為重要。核廢物對環(huán)境和人體的危害性主要由237Np,241Am,243Am,243Cm,244Cm及245Cm等錒系元素的放射性和毒性決定。因此,需要對這些錒系元素及其化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行深入的研究。本文在雜化密度泛函(

2、B3LYP)方法下,利用不同的芯電子RECP,研究了NpFn(n=3,4,5,6)分子以及NpO22+離子、NpO2CO3、NpO2SO4和NpO2SO4分子的結(jié)構(gòu)。具體工作如下:
　　1、獲得了NpFn(n=3,4,5,6)分子的結(jié)構(gòu)參數(shù),將得到的計算結(jié)果跟已有理論值以及實驗值做了比較,最后對優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)做了NBO分析。同時,分析了不同芯電子RECP對分子結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)現(xiàn)隨著芯電子減少,Np原子跟F原子受到的屏蔽效應(yīng)增強,原子的

3、有效電荷增加,引起分子Np-F鍵長變短.最后,比較NpFn系列分子的態(tài)密度發(fā)現(xiàn):隨著F原子數(shù)的減少,Np原子的6s、6p和5f電子受到的束縛減弱,軌道能升高,導致成鍵效果依次越弱,分子的鍵長逐漸變長。
　　2、得到了NpO22+離子、NpO2CO3、NpO2SO4和NpO2SO4分子的結(jié)構(gòu)參數(shù)和振動頻率。比較發(fā)現(xiàn),隨著镎酰離子結(jié)合不同的配合物,镎酰離子的Np=O鍵長增長,O=Np=O鍵角減小。與氣相中相比,在水溶液中镎酰離子的Np