氢同位素重水分子D2O（X~^1A1）的结构与分析势能函数

基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了D2O（X~^1A1）离解极限．使用多体项展式理论方法结合同位素效应，修正Born-Oppenheimer近似下的势能函数，计算了D2O（X~^1A1）分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能．采用密度泛函B31yp／6-311＋＋g^＊＊方法，优化出D2O（X~^1A1）平衡几何、离解能和振动频率．首次导出基态D2O（X~^1A1）分子的分析势能函数，然后根据等值势能图讨论了D＋OD和O＋D2反应的势能面静态特征．结果表明：在D＋OD→D2O通道上反应为无阈能反应，而O＋DD→D2O存在鞍点，反应具有一定的方向性，以垂直D—D键的方向最为有利．     

非Born-Oppenheimer近似理论下水分子H_2O(~1A_1)的结构与分析势能函数

基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了H2O(X軒1A1)离解极限。采用密度泛函B3lyp/6-311 g**方法优化出H2O(1A1)了平衡几何、离解能和振动频率.考虑核振动能量,修正Born-Oppenheimer近似理论下的分子势能函数,计算了H2O(1A1)分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能。使用多体项展式理论方法导出了基态H2O(1A1)分子非Born-Oppenheimer近似理论下的分析势能函数,然后根据该修正势能函数绘出等值势能图,并讨论了H OH反应和O H2反应的势能面静态特征。结果表明:在H OH→H2O通道上反应为无阈能反应,而O HH→H2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直H-H键的方向最为有利。     

非Born-Oppenheimer近似理论下水分子H2O((X)1A1)的结构与分析势能函数

目的 基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了H2O((X)1A1)离解极限.采用密度泛函B31yp/6-311++g 方法 优化出H2O((X)1A1)了平衡几何、离解能和振动频率、考虑核振动能量,修正Born-Opperheimer近似理论下的分子势能函数.计算了H2O((X)1A1)分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能.使用多体项展式理论方法导出了基态H2O((X)1A1)分子非Born-Oppenheimer近似理论下的分析势能函数,然后根据该修正势能函数绘出等值势能图,并讨论了H+OH反应和O+H2反应的势能面静态特征.结果 表明:在H+OH→H2O通道上反应为无阈能反应,而O+HH→H2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直H-H键的方向最为有利.     

非Born-Oppenheimer近似理论下水分子H2O（1A1）的结构与分析势能函数

基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了H2O(X軒1A1)离解极限。采用密度泛函B3lyp/6-311++g**方法优化出H2O(1A1)了平衡几何、离解能和振动频率.考虑核振动能量,修正Born-Oppenheimer近似理论下的分子势能函数,计算了H2O(1A1)分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能。使用多体项展式理论方法导出了基态H2O(1A1)分子非Born-Oppenheimer近似理论下的分析势能函数,然后根据该修正势能函数绘出等值势能图,并讨论了H+OH反应和O+H2反应的势能面静态特征。结果表明:在H+OH→H2O通道上反应为无阈能反应,而O+HH→H2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直H-H键的方向最为有利。     

氢同位素重水分子D_2O(~1A_1)的结构与分析势能函数

基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了D2O(X1A1)离解极限.使用多体项展式理论方法结合同位素效应,修正Born-Oppenheimer近似下的势能函数,计算了D2O(X1A1)分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能.采用密度泛函B3lyp/6-311++g**方法,优化出D2O(X1A1)平衡几何、离解能和振动频率.首次导出基态D2O(X1A1)分子的分析势能函数,然后根据等值势能图讨论了D+OD和O+D2反应的势能面静态特征.结果表明:在D+OD→D2O通道上反应为无阈能反应,而O+DD→D2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直D—D键的方向最为有利.     

SiH3+O2(3∑g)反应路径的理论研究

采用密度泛函B3LYP／6—311G^＊＊和高级电子相关耦合簇CCSD（T）／6-311G^＊＊。方法计算并研究了SiH3与O2（^3∑g）反应的机理，全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型，并用频率分析方法和内禀反应坐标（IRC）进行了计算，对过渡态进行了验证．结果表明：SiH3＋O2（^3∑g）反应可经多条路径和多个步骤，经缔合、氢转移和离解得到SiH3O2，SiH2O2＋H，SiH2O＋OH，SiH3O＋O，SiHO2＋H2等产物．     

HX（X=F，C1,Br）分子基态（X^1∑^＋）结构与势能函数量子力学计算

利用分子反应静力学的基本原理，确定了HX（X=F，C1，Br）等分子的X^1∑^＋态的合理离解极限；使用二次组态相互作用方法QCISD（T）并选用6—311G＋＋G（3df，3pd）基组，对HX（X=F，C1，Br）等分子基态进行了单点能扫描计算，并用最小二乘法拟合的Murrell—Sorbie函数和修正的Murrell—Sorbie函数计算它们光谱数据（ωe、ωeXe、Be、ae、De），结果表明修正的Murrell—Sorbie函数计算值与实验光谱数据吻合较好．这表明修正的Murrell—Sorbie函数更能精确的描述HX（X=F，C1，Br）等分子基态的势能函数．     

CN分子基态（X^2∑^＋）的结构与分析势能函数

利用原子分子反应静力学的有关原理，推导出了CN分子的合理离解极限．采用密度泛函理论的B3LYP方法和二次组态相互作用的QCISD和QCISD（T）等理论方法，在D95（d），6-311G^＊和6-311＋G^＊基组下，对CN分子基态的平衡结构、离解能和谐振频率进行了优化计算，利用QCISD／6-311＋G^＊对CN分子的基态进行了单点能量扫描，并将扫描结果用正规方程组拟合Murrell-Sorbie势能函数．由拟合得到的势能函数计算与X^2∑^＋态相应的光谱常数（Be、αe、ωe和ωeχe），其结果与实验符合得较好．     

H2分子X^1Σg^＋，B^1Σu^＋和C^1Πu态的势能函数

使用SAC／SAC—CI方法，利用D95＋＋^＊＊、6—311＋＋g^＊＊以及cc—PVTZ等基组，对H2分子的基态X^1Σg^＋、第二激发态B^1Σu^＋及第三简并激发态C^1Πu的平衡结构和谐振频率进行了优化计算。通过对三个基组的计算结果的比较，得出了cc—PVTZ基组为三个基组中的最优基组的结论；使用cc—PVTZ基组，利用SAC的GSUM（Group Sum of Operators）方法对基态X^1Σg^＋、SAC—CI的GSUM方法对激发态B^1Σu^＋和C^1Πu进行单点能扫描计算，用正规方程组拟合Murrell—Sorbie函数，得到了相应电子态的完整势能函数；从得到的势能函数计算了与基态X^1Σg^＋、第二激发态B^1Σu^＋和第三简并激发态C^1Πu相对应的光谱常数（Be，αe，ωe和ωeχe），结果与实验数据基本一致。     

CF和CF2分子的结构与势能函数

应用密度泛函B3LYP方法，采用6—311＋＋G（3df，3pd）基组对CF（X^2Ⅱ）进行了理论计算，得到了它的微观几何结构，力学性质和光谱性质，结果表明：CF的平衡核间距为0．12721nm，基态的理解能为5．793 eV，谐振频率为1299．95cm^-1，与实验值符合得非常好，并得到了它的Murrell-Sorbie势能函数．应用密度泛函B3P86／6—311＋＋G（df，pd），优化出CF。（X^1A1）分子稳定构型为C2v，其平衡核间距为Re=0．12974nm，＜FCF=104．64°，同时计算出了离解能、力常数及谐振频率．在此计算基础上，应用多体展式理论方法，导出了基态CF2分子的解析势能函数，该势能面准确反映了CF2（X^1A1）分子的结构特征和能量变化．     

S、H2S及CS2在氧气中燃烧反应机理

利用公式△H=-0.1196n/λ计算了S、H2S及CS2在氧气中燃烧反应的火焰温度,并推测了三种物质燃烧反应的机理.S在氧气中燃烧反应的火焰温度计算值为2086 K,与测定值2093K接近,误差为-0.30％.H2S在氧气中燃烧反应的火焰温度计算值为2238K,测定温度2383K,误差为-6.1％.CS2在氧气中燃烧反应的火焰温度计算值为2502K,测定温度2468K,误差为0.14％.根据燃烧反应的火焰温度,推测S、H2S及CS2在氧气中燃烧反应机理.S燃烧反应机理为：（1）O2＋ hv→2O·,（2）S ＋O·→SO＋hv,（3）2SO＋O2→2SO2,（4）SO2＋O·→SO3 ＋hv.H2S燃烧反应机理为：（1）O2＋ hv→2O·,（2） H2S→H2 ＋S,（3）H2 ＋O·→H2O＋hv,（4）S＋O·→SO＋hv,（5） 2SO＋ O2→2SO2,（6）SO2 ＋O·→SO3＋ hv.CS2燃烧反应机理为：（1）O2＋hv→2O·,（2） CS2→C ＋2S,（3）C＋O·→CO＋ hv,（4）CO＋O·→CO＋hv,（5）S＋O·→SO＋ hv,（6）2SO＋ O2→2SO2,（7）SO2＋O·→SO3＋ hv.     

NCO自由基与H反应的机理和动力学

研究采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-311G(d,p)基组水平下,优化反应物、产物、中间异构体和过渡态分子,得到可靠的几何构型和频率.通过内禀反应坐标计算,确认了四条反应通道,并且以通道中中间体、过渡态相对能量为基础,讨论了各反应通道的优先顺序.在反应中,H和NCO的初始连接有两种方式,H分别进攻NCO两端的N和O,进行无势垒加合,得到两个低能中间体HNCO和HOCN.HNCO中∠NCO从172.9°减小到69.0°,生成一个相对能量较高但N—C键较长的中间体,该中间体发生N—C键断裂生成主要产物P1(CO+NH).从HNCO和HOCN出发均可生成次要产物P2(CN+OH),而从HNCO出发还有另一条生成产物P3(CH+NO)的路径,反应沿该路径进行的可能性较小.     

铝-4d过渡族金属二聚体的第一性原理计算

【目的】过渡族金属与铝之间的化学成键特性是化学与材料等领域的基础,对铝-4 d过渡族金属二聚体的物理性能进行研究。【方法】用密度泛函B3LYP方法计算铝-4 d过渡族金属二聚体的键长、振动频率、解离能、电离势、能隙和二极矩。【结果】对中性和荷电的二聚体,除AlMo、AlNb+和AlMo+外其键长从AlY到AlPd先减少后增加,解离能和振动频率的变化趋势与之相反。电离势随原子序数的递增先增加,在AlRh处达到极大值后减少。除AlTc的振动频率外,计算结果与已有的实验结果和其他的理论计算结果相符。计算结果还显示除AlCd外,前过渡族金属与铝的结合强度比后过渡族金属的结合要强。荷电二聚体的自旋多重度比相应的中性二聚体差±1。带正电的二聚体的键长比中性和带负电的二聚体的键长要长,荷电二聚体的解离能大于中性二聚体的解离能,解离方式为AlX+→X+Al+和AlX-→Al+X-。     

与L_2投影体相关的不等式

利用几何逼近的方法证明了一个凸体的L2投影体是一个以原点为中心的椭球,研究了投影不等式Petty猜想的L2形式的逆形式,建立了L2投影体与标准化下的经典投影体之间的包含和反包含关系,及解答了一个约束最小化问题。     

D+OT体系的分子反应动力学研究

本文基于DTO(1A1)分子的多体展式分析势能函数,用准经典的Monte-Carlo轨迹法研究了D+OT(0,0)体系的分子反应动力学过程.结果表明,在碰撞能低时(<92.048 kJ mol-1),可以生成长寿命DTO(1A1)络合物,并且该络合反应是有阈能反应,这一结论与用多体项展式理论计算的DTO分子势能曲线结果一致.随碰撞能增加,逐渐出现置换产物DT和OD,最终分子被完全碰散成D,T和O原子,而且反应D+OT(0,0)→OD+T,D+OT(0,0)→DT+O和D+OT(0,0)→D+T+O也是有阈能反应.     

气相中Ir^＋与CH4分子自旋禁阻反应中C—H键活化机理的理论研究

采用密度泛函理论和高级电子相关耦合簇方法,在CCSD（T）/6-311＋＋G（3df,3pd）//B3LYP/6-311＋G（d,p）的理论水平下,研究了3个自旋态势能面上自旋禁阻反应Ir^＋（^5F）＋CH4（^1A1）→IrCH2^＋（3A″）＋H2（1Σg^＋）的微观机理,通过自旋-轨道耦合的计算,讨论了势能面交叉和可能的自旋翻转过程.结果表明,Ir^＋与CH4的反应中不同势能面之间的“系间窜越”（ISC）将会发生,分子体系通过3次自旋翻转沿着热力学最有利的反应路径进行,最优的反应路径总放热量为44.64 kJ/mol.运用Harvey等的方法优化出最低能量交叉点（MECP）,并计算了MECP处相应的自旋-轨道耦合常数（SOC）,分别为346.95,2 545.62,2 990.98 cm^-1,较大的SOC值说明了自旋翻转是有效的.     

C_3H_7Br分子光解离的从头算研究

采用考虑了旋轨耦合的从头算方法计算研究了C3H7Br的光解.计算了C3H7Br分子的若干电子态的垂直激发能.用MS-CASPT2/CASSI-SO方法计算了C3H7Br分子C—Br解离的势能曲线.根据计算结果清晰地指认了C3H7Br分子的解离通道:C3H7+Br(2P3/2)和C3H7+Br*(2P1/2).     

CH_xO(x=1,2)与NH_y(y=0,1,2)自由基反应机理的理论计算

采用MP2方法,在6-311G**和6-311++G**基组水平上优化CH2O、CHO分别与N、NH、NH2发生吸氢反应时的过渡态结构,通过振动分析,对过渡态结构进行确认;在此基础上,应用IRC理论分析了最小能量途径(MEP)上相互作用分子间化学键的变化;采用QCISD方法在6-311++G**基组水平下对各反应驻点进行单点能量校正,计算了反应活化位垒.研究表明所有反应均以协同方式进行,从反应物CH2O与N、NH、NH2到最终产物CO、NH3,反应均放热,产物渐趋稳定;6个反应中,链式反应(1)、(5)是最容易的反应途径.通过反应途径的量子拓扑分析,发现CH2O与N、NH、NH2反应化学键的断开与形成基本上都处于过渡态(S=0)附近,CHO与N、NH、NH2反应时,键的形成和断开在过渡态之后.     

基态HCO分子的结构与势能函数

采用B3LYP密度泛函方法计算优化出HCO分子基态的结构参数,离解能和力常数。用多体项展式理论导出基态HCO分子(2A’)的解析势能函数,其势能面正确地复现出HCO分子的平衡结构特征。     

NO和HSO偶联及其异构化反应机理

采用G2M（CC5）//MPW1PW91/6-311＋G（2df,p）方法,研究了HSO和NO偶联及其异构化反应机理,获得了各物种的几何构型和频率数据,并构建了标题反应的势能剖面。结果表明,该反应存在3条不同路径,优势路径为R（NO＋HSO）→IM1→TS1→IM2,其表观活化能为42.38 kJ· mol-1。此过程为NO中N原子与HSO中O原子偶合形成中间体IM1,接着IM1中SH基团从O（1）原子迁移到O（2）原子上后反应完成。