分子和分子離子的結(jié)構(gòu)與勢(shì)能函數(shù)研究.pdf

1、本文較系統(tǒng)地研究了一些雙原子分子和三原子分子離子體系的結(jié)構(gòu)和勢(shì)能函數(shù)。 通過(guò)量子力學(xué)的從頭計(jì)算方法對(duì)CH<'2+>，NH<'2+>，HBr<'2+>，Cl<,2><'->2，O<,2><'->，N<,2>，<,2><'+>，N<,2><'->，NO<'->和N<,2>O<'->等分子和分子離子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算，并在原子分子反應(yīng)靜力學(xué)基礎(chǔ)上，根據(jù)分子電子狀態(tài)構(gòu)造的群論原理確定出了它們的合理的離解極限。 根據(jù)已知的光譜數(shù)

2、據(jù)，導(dǎo)出了基態(tài)N<,2>NO<'->和N<,2>的Murrell-Sorbie勢(shì)能函數(shù)，并計(jì)算出了它們的二、三和四階力常數(shù)。Cl<,2><'->，O<,2><'->和N<,2><'->分子尚缺少必要的實(shí)驗(yàn)光譜數(shù)據(jù)，它們的分析勢(shì)能函數(shù)是通過(guò)擬合ab initio計(jì)算結(jié)果獲得的，并根據(jù)相關(guān)的公式計(jì)算出了這些體系的力常數(shù)和光譜數(shù)據(jù)ω<,e>，ω<,e>χ<,e>B<,e>和a<,e>。 雙荷電的雙原子分子的勢(shì)能曲線具有一些新的特點(diǎn)。

3、研究表明，雙荷電的雙原子分子(AB<'2+>)容易離解成為兩個(gè)帶相同電荷的部分(A<'+>和B<'+>)，在庫(kù)侖力的作用下，它們通常是不穩(wěn)定或亞穩(wěn)定的。對(duì)于不穩(wěn)定的情況，它們的勢(shì)能曲線不存在極大點(diǎn)和極小點(diǎn)，隨核間距的增大單調(diào)地下降。而在亞穩(wěn)定的情況下，它們的勢(shì)能曲線同時(shí)具有能量極大和極小。顯然，廣泛應(yīng)用于電中性和單荷電雙原子分子的Murrell-Sorbie函數(shù)已經(jīng)不能用于表示雙荷電的雙原子分子的勢(shì)能曲線了。本文根據(jù)王藩侯教授等最新提出

4、的能反映雙荷電的雙原子分子離子勢(shì)能函數(shù)曲線特征的六參數(shù)函數(shù)導(dǎo)出了CH<'2+>，NH<'2+>和HBr<'2+>等分子離子的分析勢(shì)能函數(shù)，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出了它們的光譜數(shù)據(jù)和力常數(shù)。 對(duì)N<,2>O<'->分子體系，本文采用密度泛函理論的B3LYP/6-311++G(3df,3pd)方法進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。結(jié)果表明基態(tài)：N<,2>O<'->分子的基態(tài)具有C<,s>結(jié)構(gòu)，優(yōu)化出的平衡結(jié)構(gòu)為R(NN)=1.1873 A，R(NO)=1.3

5、012 A，ZNNO=133.94448°，計(jì)算出的諧振頻率分別為ν<,1>=656.7488 cm<'-1>，ν<,2>=998.1562 cm<'-1>，ν<,3>=1684.3093 cm<'-1>。根據(jù)離解極限計(jì)算出了離解能De=10.3857eV。根據(jù)優(yōu)化出來(lái)的平衡幾何，離解能和諧性力常數(shù)等導(dǎo)出了N<,2>O<'->( <'2>A＇)的多體展式理論的分析勢(shì)能函數(shù)，并依據(jù)函數(shù)作出了其勢(shì)能等值圖，它們的勢(shì)能面清楚地再現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)平衡結(jié)