SiCl分子基态及低激发态光谱性质的理论研究

采用考虑Davidson校正、标量相对论效应、芯-价电子关联的多参考组态相互作用方法(Multi-reference Configuration Interaction method,MRCI)计算了SiCl分子的最低解离极限Si(~3P_g)+Cl(~2P_u)对应的12个Λ-S电子态的势能曲线.基于计算得到的势能曲线,求解一维核运动的Sch(o|")rdinger方程得出束缚态的光谱常数,并将其与早前的实验结果进行对比,发现这些光谱常数与实验值符合较好.此外,计算了12个Λ-S态的电偶极矩随核间距的变化,并分析电子态组态成分的变化对电偶极矩的影响.研究了SiCl分子的辐射跃迁性质,给出了激发态到基态之间和低激发态之间的跃迁偶极矩(Transition Dipole Moments,TDMs)和电子态之间的Franck-Condon因子,并根据计算得到的TDMs和Franck-Condon因子计算出束缚激发态的辐射寿命.     

CdH分子~2∑~+和~2Π态的偶极矩及振动能级的理论研究

采用含Davidson修正的多参考组态相互作用方法(MRCI+Q),对CdH分子最低的5个解离限对应的10个Λ-∑态进行能量计算.计算结果表明,X~2∑~+,B~2∑~+,C~2∑~+,4~2∑~+,A~2Π,2~2Π为束缚态,1~4Π,1~4∑~+,2~4∑~+,5~2∑~+为排斥态.计算了6个束缚态和7个二重态(~2∑~+,~2Π)的振动能级、转动常数和偶极矩.理论计算结果与现有的实验值结果吻合较好.     

强磁场中氢原子莱曼系高激发态光谱的理论研究

采用Finite-basis-set方法研究了在核质量为无限大框架下磁化的白矮星磁场范围中H原子下莱曼系的v 0~-和v(-1)~+(v=7, 8)四个电子态向基态1 0~+跃迁的光谱特性,计算出在0.001、 0.01、 0.1和1.0 a.u.磁感应强度下四种跃迁1 0~+→v0~-和1 0~+→v(-1)~+(v=7, 8)的波长、偶极强度和跃迁速率,同时也给出考虑核质量的计算结果,相关研究成果对磁化的白矮星的分立谱观测提供理论参考。     

CX、CX-和CX+(X=F, Cl)电子结构及振动频率的量子化学计算

用ab initio分子轨道方法和密度泛函(DFT)方法对CX、CX-和CX+(X=F，Cl)的电子结构及振动频率进行了量子化学计算，分别得到了不同电子态下的相应几何结构和理论振动频率，并在MP2/6-311+G*级别几何上进行了MP4(SDQ)和QCISD(T)组态相互作用技术的能量计算。结果表明，键长和基态能量与文献值基本一致。对于6重态中性分子和5重态阴离子，相应的几何结构、振动频率和能量分析表明分子和离子碎片基本处于解离状态。对于阴离子，其能量最低电子态不是单重态，而是3∑电子态，中性分子和阳离子的能量最低电子态分别为2∏和1∑电子态。     

GaN分子光谱特性及其势能曲线的理论研究

采用从头计算组态相互作用方法研究了GaN分子的基态和较低的电子激发态的势能曲线,通过数值求解分子的原子核运动薛定谔方程,获得了束缚电子态的光谱参数.对GaN分子光谱参数研究的结果可为以后的实验研究提供理论支持.     

高离化类镁离子3s21S0-3s3d1D2电四极矩E2光谱跃迁

利用全相对论性多组态Dirac-Fock平均能级(MCDF-EAL)方法系统地计算了类镁离子3s21S0-3s3d1 D2电四极矩E2光谱跃迁的能级间隔,跃迁几率和振子强度,计算中考虑了重要的核的有限体积效应,Breit修正和QED修正,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较.     

芳胺类光敏材料光谱性质的理论研究

了解芳胺类分子电子性质是理解其作为光敏材料、发光材料应用和进行分子设计的起点.采用DFT方法研究了3个芳胺类光敏剂的分子结构和光谱性质.B3LYP/6-311G**方法的频率计算表明,这些结构处于势能面的极小值点,是热力学稳定结构.在TD-DFT(Time-de-pendent DensiIy Funetional Theory)方法和PCM(Polarized Continuum Model)模型理论级别下计算了分子在CH2Cl2 溶液中的电子吸收光谱.计算揭示化合物中N原子以p(π)电子与苯环形成共轭关系,从而有利于电子在整个分子范围内的移动;通过激发态波函数分析,把最低能吸收谱带归属为霄π→π*电子跃迁性质.     

双金属团簇XY2+(X,Y=Cu, Ag, Au)芳香性的 理论研究

将芳香性概念扩展到双金属团簇XY2+(X,Y=Cu, Ag, Au). 运用密度泛函理论B3LYP, 从头算方法（HF, MP2）,对双金属团簇XY2+(X,Y=Cu, Ag, Au)的稳定结构与电子总能量（考虑了零点能ZPE）作了理论计算. 计算的结果显示,双金属团簇XY2+的C2v平面结构是最稳定的.并根据芳香性的平面、电子结构、核独立化学位移(NICS)、各向异性磁化率（Λ）以及它们的分子轨道几个标准进行分析.分析的结果指出,2个离域化的σ电子遵循4n+2电子计算规则,并且呈现出纯σ芳香性.     

C48异构分子稳定性的密度泛函方法理论研究

以富勒烯C48分子、花生壳状2C24聚合体、及C48非富勒烯分子为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G*水平上,计算了三种C48异构富勒烯分子的几何构型,电子结构,分子能量和偶极矩.根据计算结果,分析并比较了三种异构体分子的化学稳定性和物理化学特性.研究结果表明三种C48分子异构体的稳定顺序为:C48非富勒烯分子、C48富勒烯分子、花生壳状2C24聚合体.     

基于粗糙集约简的水稻叶片叶绿素含量高光谱反演

利用高光谱技术可估测水稻冠层叶绿素含量,为水稻的长势遥感监测与农艺决策提供科学依据. 基于地面实测水稻叶片光谱数据,提出了一种粗糙集属性简约和支持向量回归相结合的叶绿素反演方法,解决了植被光谱指数相关性高易造成计算冗余以及降低水稻叶片叶绿素高光谱反演效率的问题. 首先选择18 个与水稻叶绿素含量相关性较大的植被光谱指数作为因变量,利用粗糙集约简植被指数数据空间得到含有6 个植被光谱指数的简约核;然后采用支持向量回归方法反演叶绿素含量. 基于全部指数反演及基于简约核指数反演的R2 分别为0.858 6与0.850 6. 因此,该方法与采用全部指数进行反演的结果相比,不但具有相当的反演精度,而且有效缩短了反演算法步骤及时间,为大数据处理提供了新的技术方法.     

双原子分子In2的势能函数与稳定性的密度泛函研究

用原子分子反应静力学原理推导出了In2分子的基态电子状态及其离解极限.在LANL2DZ基组水平基础上,用B3LYP方法计算了In2分子的基态的平衡核间距Re和离解能De分别为0.28952 nm、123.93 kJ/mol,在此基础上用B3LYP方法进行能量扫描得到了In2分子势能曲线,用最小二乘法拟合Murrell-Sorbie(MS)势能函数,得到基态的解析势能函数,由此计算出光谱参数(Be、αe、ωe、ωeXe)以及力常数(f2、f3、f4)分别为:0.0350 cm-1、0.0001 cm-1、117.6481 cm-1、0.40364 cm-1和46.8164cm-1、-1643.8889 cm-1、44721.3572 cm-1.     

原子核电四极矩与化学键

近代科学的发展,人們对原子核的认识愈来愈深刻。做为核的基本属性除了有貭量、电荷、磁矩、核自旋之外,又发現核具有电四极矩。电四极矩与偶极矩相似,是体系的电学性貭。偶极矩的測定曾得到过分子結构的重要知识。同样,核四极矩的测定也做出了核內正电荷分布的形式以及分子中化学鍵的性貭的判断。化学键的性貭与該键在分子中的环境有关,如两个C—Cl鍵在不同环境中在性貭上是有差别的。若能测量在鍵上电子电荷分布情况,就能够决定鍵的性貭。一般描写化学鍵性质的参数都与分子的整体性貭有关。具有四极矩的核犹如放在分子內部的“試驗电     

硼分子(B_2)电子结构的从头算研究

本文选择STO—3G基函数集合,对B_2分子进行了从头算。选定键长(R=1.589A°),自旋多重变取1、3、5、7,分别按KHF与UHF法来研究B_2的电子结构。得到各种状态的十项能量数据和各分子轨道能量高低的信息。计算结果表明B_2分子的基态为~3∑g,认为~1∑g~ 和~5∑_u~-是基态的论点值得商榷。本文算出的B_2分子键能(1.069560917ev)比用简单HF法所得数值更接近实验值。另外还对B原子做了ab initio计算,并结合B_2分子的基态各占据分子轨道能量数据,作出了B原子和B_2分子基态的能级关联图。根据自旋多重度等于3的B_2分子STO基轨道集居数的分析,对B_2分子基态电子结构的传统看法提出异议,认为基态B_2分子的电子组态应为:     

密度泛函理论研究冠醚与K 配位的定量构效关系

用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G(d)水平上对冠醚分子进行几何优化和计算,得到四极矩Qii,偶极矩μ,熵S,总能量ET四个量子化学参效,用来预测开链冠醚和15-冠-5衍生物与碱金属K 配位的稳定常效,用线性回归方法建立了这些参数与冠醚/K 配位稳定常数的结构-性能定量关系(QSPR)模型,此模型的相关系数R为0.924 4,标准误差s为0.257 5.结果表明,用这些量子化学参数所建立的冠醚QSPR模型具有可靠的预测能力.     

双核镉配聚体及其衍生物荧光光谱发光机理的计算化学研究

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311+G(d)水平上,对双核镉配聚物1[Cd2Cl4(Hbm)2](Hbm=1 H-benzimidazol-2-ylmethanol)及其5种衍生物([M2Cl4(Hbm)(Hbm-R)]M=Zn2+,Hg2+;R=-CH3;-NH2;-CN)的荧光光谱的发光机理进行了研究.对其基态结构进行全优化,用含时密度泛函理论(TD-DFT)在B3LYP/6-311+G(d)水平上计算其吸收光谱;同时采用CIS/6-31G(d)方法优化其最低激发单重态S1的几何结构,并用TD-DFT计算其发射光谱.结果表明,电子在基态S0与激发态S1间的跃迁,主要是在卤素配体到金属离子之间的电荷转移;模拟的吸收光谱和发射光谱峰的计算最大值与实验值基本吻合.改变中心金属离子和咪唑环上的取代基可以调控发光材料的光谱波段.此外,运用密度泛函活性理论(DFRT)研究了它们的电子结构和反应活性,发现金属离子的亲电福井指数与分子的发射光波长存在较好的相关性,相关系数(R2)达0.993.这些结果将对苯并咪唑类电(光)致发光材料的分子设计以及其他电致发光材料的分子模拟提供有益的启示.     

双原子分子CuMg的势能函数与稳定性的密度泛函研究

根据原子分子反应静力学原理导出了CuMg分子基态电子状态及其离解极限,并在B3 LYP/LANL2DZ水平上计算了平衡几何、振动频率、电离能和电子亲和能.利用Murrell-Sorbie函数拟合出了解析势能函数,计算出光谱参数和力常数.计算结果表明该分子体系是稳定存在的.     

YAG:Fe3+和LGG:Fe3+掺杂体系局域微观结构理论研究

用三角对称下3d5组态离子的完全能量矩阵方法,通过理论模拟电子顺磁共振EPR谱,研究了Fe3+离子掺杂到石榴石晶体YAG(Y3Al5O12)和LAG(Lu3Al5O12)中形成的络合物离子(FeO6)9-的局域微观结构.结果表明,掺杂体系YAG:Fe3+中络合物离子(FeO6)9-的Fe-O键长R为2.017 4,LAG:Fe3+中络合物离子(FeO6)9-的R为2.029 6,与相应的实验数据吻合.并且YIG(Y3Fe5O12)和Fe2O3光谱数据计算值与实验观测数据也一致.     

硝基取代的三苯胺光物理性质的研究

采用乌尔曼反应方法合成了既有电子给体胺基,又有电子受体硝基的三种化合物∶4-硝基三苯胺(NTPA)、4,4’-二硝基三苯胺(DNTPA)及4,4’,4″-三硝基三苯胺(TNTPA)。研究了取代基的数目、溶剂极性、温度、浓度和猝灭剂对它们吸收光谱和荧光光谱的影响。结果表明∶化合物的浓度强烈地影响着聚集态形式。在一般极性和非极性溶剂中,化合物的吸收波长DNTPA>TNTPA>NTPA,并随溶剂极性的增大而红移。以罗丹明B为标准物,计算了NTPA、DNTPA和TNTPA的荧光量子产率。通过量子化学计算了基态和激发态的分子电偶极矩μg和μe,当溶质分子的μ越大,溶质分子与极性溶剂分子间的作用力也越大,相应的基态与激发态之间的能级差也越小,吸收光谱移动的越多。稀溶液的荧光谱图在长波长处出现激基缔合物的荧光,而在浓溶液中荧光峰则完全自猝灭。荧光发射强度在实验温度范围内随温度的升高而下降,最后讨论了荧光发射机理。三苯胺衍生物可以作为溶剂极性性能的荧光指示剂。     

手性α-丙氨酸分子羧基上的氢转移的DFT研究

本工作基于密度泛函理论的B3LYP方法,采用6-31+g(d,p)基组,借助Gaussian03程序.首先,对R型手性α-丙氨酸分子羧基上的氢转移过程进行了过渡态的探索,计算了反应能垒.而后对过渡态沿着虚频振动模式的两个方向的结构进行了优化,得到了过渡态的反应物与产物.最后对得到的过渡态进行了IRC路径探测,验证了过渡态的可靠性.     

LiNH2晶体结构和电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势——平面波方法,应用LDA的CA-PZ泛函和GGA的PBE、RPBE和PW91泛函对LiNH2晶体结构进行优化,计算电子结构.结果表明,GGA-PW91泛函更适于描述LiNH2晶体的结构和性质.LiNH2晶体为四面体结构,空间群I-4,晶格常数a=b=0.501 9 nm,c=1.034 9 nm,N-H键长为0.103 1 nm,H-N-H键角为103°.电子态密度和电子局域密度分析表明,N-H键呈明显的共价键特性,Li和N-H之间为离子键相互作用.