多原子炸药分子硝基甲烷在外电场作用下的结构特性研究

采用密度泛函B3LYP/631g(d,p)方法在不同外电场(0.00~0.003 a.u.)作用下,对多原子炸药分子CH3NO2优化计算得到其基态稳定构型,研究了在外电场作用下CH3NO2分子基态的总能量、键长、键角、偶极矩、电荷分布、能级分布、能隙、转动常数等的变化规律.结果表明：随外电场的逐渐增大,CH3NO2分子总能量逐渐减小、分子沿着C—N分子轴方向变得扁长;分子能隙也逐渐减小;偶极矩随外电场的增加而增加,分子转动常数A随外电场的增大而逐渐增大,B和C则随外电场的增大而逐渐减小.     

外电场作用下SH2分子特性研究

在不同理论水平优化得到SH2分子的基态稳定构型,通过基态能量比较,选取密度泛函B3P86方法和6-311++g(3df,3pd)基组对SH2在不同外电场下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对SH2分子基态总能量、键长、键角、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布的影响.结果表明,随着Z方向外电场的增加,键角、偶极矩和H原子电荷递增,总能量、能隙和S原子电荷递减.分子键长随着Z方向外电场绝对值的增加而增加.     

外电场作用下MgH分子性质及光谱特性

采用不同方法和基组,对MgH分子的基态结构进行优化计算,将计算结果与实验值进行比较,最终选取MP2方法和6-311++G(2d,2p)基组,获得不同强度外电场对MgH分子基态键长、电荷布局、能量、偶极矩、最高占据轨道(HOMO)能级和最低空轨道(LUMO)能级及能隙(Eg)、振动频率和红外光谱强度等物理性质的影响.结果表明,MgH分子性质及光谱对外电场的大小和方向有明显依赖关系.随着正向外电场的增大,分子键长逐渐减小; Mg原子和H原子周围电荷布居数减小;总能量先升高后降低,在F=0.01a. u.时能量达到最大为-5 446.275 1 e V,偶极距先减小后又增大,HOMO能减小,LUMO能和能隙先增后减,谐振频率出现红移而强度减弱,其结果对研究双原子分子的光谱特性具有重要意义.     

SrH2分子在外电场作用下基态性质及激发特性研究

采用密度泛函理论,以DGDZVP为基组,采用wB97XD方法研究了不同外电场(0～0.05 a.u.)对SrH₂分子基态几何结构、电荷布局、偶极矩、总能量、最高占据轨道(HOMO)能级、最低空轨道(LUMO)能级及能隙(E_g)、红外和拉曼光谱及电子激发特性的影响.研究结果显示：键长和偶极矩随外电场的增大而增大,键角、总能量、HOMO能级、LUMO能级和能隙随外电场的增大而减小,Sr原子正电性随外电场的增大而减弱,H原子负电性也随外电场的增大而减弱,红外和拉曼光谱在外电场的作用下都出现了红移,其强度也发生了明显的变化,前26个激发态激发能、振子波长和振子强度都随外电场变化而发生了比较复杂的变化,说明SrH₂分子光谱和激发特性均易受外电场的影响,这对材料的光学特性研究提供理论参考.     

非对称外电场作用下C_8H_(14)O分子的结构和性质

基于密度泛函理论(DFT)中的B3P86方法,在6-311++G(2df)基组水平上,计算得到C8H14O分子沿x轴方向加非对称电场(-0.008 0~0.002 5)时的基态几何构型、电偶极矩和分子总能量.计算结果表明:电场强度大小影响分子的几何构型;随着电场强度的增加,分子偶极矩先减小再增大;当电场强度F=0时,分子总能量为-389.881 8,随着电场强度的增加,分子总能量升高,当F=0.002 5时达到最大值-389.879 9;随着电场强度的增加,系统总能量逐渐升高.     

MgO在外电场作用下的分子特性研究

在不同理论水平优化得到MgO分子的基态稳定构型,通过与实验值的比较,选取密度泛函B3LYP方法和6-311++g(d,p)基组对MgO在不同外电场(-0．015,-0.010,-0.005,0.005,0.010,0.015 a．u．)下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对MgO分子基态总能量、键长、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布及红外光谱的影响．结果表明,随着 Mg→O方向外电场的增加,分子键长、偶极矩和能隙递减,原子电荷也递减,总能量升高,频率及其红外强度递增;在外电场作用下,MgO基态分     

GaAs在外电场作用下的分子特性研究

用密度泛函B3LYP方法在6-311++g(3df,3pd)基组水平下对GaAs在不同强度外电场(-0.003～0.003 a.u.)下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对GaAs分子基态总能量、键长、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布、红外光谱及势能曲线的影响.结果表明,随着Ga→As方向外电场的增加,分子键长、偶极矩增大,原子电荷也递增,能隙、谐振频率及其红外强度递减,总能量降低;在外电场作用下,GaAs基态分子势能曲线也发生变化,离解能随之变化.     

尼古丁分子在有限对称外电场作用下的光激发特性

采用密度泛函B3P86和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法, 在6-311++G(2-df-)基组水平上计算尼古丁分子（C₁₀H₁₄N₂）第1至第10个激发态的激发能、 波长和振子强度, 并考察外电场对C₁₀H₁₄N₂分子激发态的影响规律. 结果表明, 在电场强度逐渐增加的过程中, 最高占据分子轨道 最低未占分子轨道(HOMO-LUMO)之间的能隙呈逐渐减小趋势, C₁₀H₁₄N₂分子的激发能呈急剧减小趋势, 即在外电场作用下, C₁₀H₁₄N₂分子易被激发和离解.     

强外电场作用下 AlF 分子的结构和激发特性

在沿 Al-F 连线方向的不同外电场（0 ~ 2. 571 125 × 1010V/m）下,采用密度泛函（DFT）方法中的 LSDA 在B3LYP /3 21G 基组水平上,优化得到氟化铝（AlF）分子的基态结构参数、电荷分布、电偶极矩、最高占据轨道（HOMO）能量、最低空轨道（LUMO）能量、能隙和费米能级。在同样的外电场作用下,采用杂化 CIS-DFT 方法（CIS-LSDA）,使用相同的基组,研究 AlF 分子的激发能和振子强度。结果表明：随着外电场的增大,AlF 分子总能量先增大后减小,电偶极矩先减小后增大,基态键长呈现先减小后增加、再不断减小的变化;电场使振子强度有的增大有的减小,影响比较复杂,说明外电场影响了电子的跃迁光谱强度。     

外电场作用下Si_3O_3分子的基态结构及激发特性

采用杂化CIS-DFT方法,计算了不同外电场作用下Si3O3分子的基态结构参数,在此基础上研究了分子由基态到前8个激发态的激发能,吸收光谱,振子强度,跃迁矩阵元等激发特性.由计算结果可知,分子的基态结构及激发特性对外电场有着较强的依赖关系.     

外场下SnO分子结构和特性研究

对Ｓｎ原子采用ＳＤＢ-ｃｃ-ｐＶＴＺ基组,Ｏ原子采用 ６-３１１＋＋Ｇ基组,利用密度泛函中的 Ｂ３Ｐ８６方法对 ＳｎＯ分子的基态结构进行了优化计算,并研究了外场对 ＳｎＯ基态分子的键长、总能、电荷布居分布、能级分布、电偶极矩、谐振频率和红外谱强度的影响。并利用杂化密度泛函理论（ＣＩＳ ＤＦＴ）方法研究了外电场对 ＳｎＯ分子由基态到前 ６个单重激发态跃迁规律的影响。结果表明,在所加电场范围内,随着正向电场 Ｆ的逐渐增大,基态分子的键长 Ｒｅ先减小后增大,在 Ｆ＝００４ａ．ｕ．时取得最小值 ０１７９６ｎｍ;总能先增大后减小,其在 Ｆ＝００３ａ．ｕ．时取得最大值 －２１４４８３９６ｅＶ;电偶极矩则先减小后增大,在 Ｆ＝００３ａ．ｕ．时取得最小值 ０２１２４Ｄｅｂｙｅ;ＳｎＯ基态分子的最高已占据轨道（ＨＯＭＯ）能量 ＥＨ和谐振频率逐渐增大;红外光谱强度、分子的最低未占空轨道（ＬＵＭＯ）能量ＥＬ和能隙 Ｅｇ则逐渐减小。外电场的大小与方向对跃迁电偶极矩、跃迁波长、激发能和振子强度均有很大影响。     

AIF分子外场效应的量子化学研究

选取密度泛函B3LYP方法和6—311＋＋g（d,P）基组对AlF分子在不同外电场（-0．015～0．015 a.u．）及没有外场下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对AlF分子基态总能量、键长、偶极矩、能隙、电荷分布及红外光谱等的影响．结果表明,随着Al→F方向外电场的增加,分子键长和偶极矩递减,原子电荷也递减,总能量升高,能隙增大,频率随Al→F方向外电场的增加而增加,其红外强度则递减;在外电场作用下,AlF基态分子势能曲线升高,离解能增大。     

外电场中OH分子的激发与势能函数

本文采用MPW1PW91/Aug-cc-pvtz方法和基组,优化了OH自由基分子在不同电场强度下的几何结构,并对该分子的能量,振动频率,偶极矩,红外光谱与电子激发,势能函数等进行了计算.计算结果显示:能量随着外电场的增加出现减小趋势,频率则是先增大后减小,偶极矩一直增加;电场从-0.02a.u.数值增大致-0.05a.u.与0.00a.u.增大到0.05a.u.,红外光谱发生红移,在0.00a.u.到-0.02a.u.红外谱发生蓝移;无电场时激发波长均处于紫外区域,激发态中未见有能量简并现象出现;有电场时,振子强度受电场影响很大,一些禁阻跃迁的谱线被激发出来,且电场对UV-Vis吸收光谱影响甚大;进行单点势能函数Morse势函数拟合,拟合得到的势参数与实验值、文献值基本符合.电场导致OH分子的势能深度逐渐减小,降低了OH解离能.     

外场作用下CO2分子结构及特性研究

以CC-PVDZ为基组,采用筛选的B1B95密度泛函方法研究了不同外电场对CO2分子结构和特性的影响. 研究发现：CO2的结构参数与电场有明显的依赖关系;CO2分子体系的总能量、偶极矩及HOMO与LUMO能级均会受电场的影响;基于外电场对能隙的影响,可以发现外电场会影响CO2参与化学反应的能力;同时CO2红外光谱的特征峰与光谱强度均会受到外电场的影响,且在外电场作用下CO2还会产生新的红外特征峰,因此可通过外电场对分子红外光谱进行调控,进而便于捕捉相关谱图信息;最后通过考察CO2分子中1C-2O键的解离势垒受外电场的影响情况,发现1C-2O键解离势垒与外电场具有极高的相关性,研究结果为电场降解CO2提供了重要的理论依据.     

强外场中的TiO分子结构及特性

利用多种方法在不同基组水平下,对TiO基态分子的几何构型进行优化.通过对比选用密度泛函(DFT)B3LYP/6-311+G方法研究在强外电场(-0.02 a.u.~+0.02 a.u.)作用下的TiO分子的基态键长、总能量、HOMO能级、LUMO能级、能隙及势能曲线的变化规律.结果表明：在一定外加电场范围内,随电场强度的增大,分子键长变小;总能量升高;HOMO能级、LUMO能级均依赖外加电场方向,随电场的增大而降低;能隙不依赖于电场方向,随电场强度的增大而减小;势能曲线在外电场中有“平移”效应,其中反向电     

外电场作用下1,1-二氯乙烯的结构和光谱

利用Gaussian 03软件计算了1,1-二氯乙烯分子在不同外加电场条件的结构和光谱.首先采用Density Functional Theory (DFT)理论,在B3LYP/6-311++G(d,p)高精度基组水平上获得了不同外电场下1,1-二氯乙烯分子的优化构型、键长、总能量、电偶极矩、电荷分布和轨道能级.其次,利用相同的方法进行了频率计算,进一步获得了不同外电场下1,1-二氯乙烯分子的基态振动模式和红外光谱.最后,利用Time-Dependent Density Functional Theory (TD-DFT)方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)高精度基组水平上计算并分析了不同外电场对分子激发态的能量、激发波长以及紫外吸收光谱的影响.这些结果不但可以为实验上研究外电场中1,1-二氯乙烯分子物理化学性质提供数据支撑,而且可以为进一步预测1,1-二氯乙烯分子电场解离机制和降解提供理论指导.     

NH分子特性和势能随外电场的变化规律

设置不同的外电场参量,采用B3P86/cc PV5Z方法优化计算,获得不同外电场中NH分子的键长、偶极矩、振动频率和红外光谱等物理性质参数. 在此基础上采用单双取代耦合团簇CCSD(T)方法和相同的基组,扫描计算单点能获得相关势能曲线. 结果分析表明物理性质参数和势能都随外电场的变化而变化,且外加反向电场时变化幅度更明显. 考虑到外电场与分子的相互作用,本文引入偶极近似构建外电场中的势能函数模型,编制程序拟合对应的势能函数,得出拟合参数,进而计算临界离解电场参量,结果与数值计算和理论分析较为一致,误差都在7%以内,说明构建的模型是合理和可靠的. 这为分析外电场中分子光谱、动力学特性和分子Stark效应冷却囚禁提供重要的理论和实验参考.