几个重要的双原子和三原子分子的结构与势能函数的研究

摘要

分子势能函数是原子与分子物理学的重要研究方向之一。分子势能函数，一方面是在整个空间范围内对分子性质的完全描述，即描述分子的能量、几何、力学与光谱性质，另一方面也是核运动的势能函数，是研究原子分子碰撞与反应动力学的基础。 本论文采用Gaussian03程序包，分别运用密度泛函B3LYP、B3P86和二次组态相关QCISD方法，在多种基组水平上对基态SiN、SiH、NH、H2的键长进行了优化计算，与实验值作了对比，选取最优方法和基组，对SiN、SiH、NH、H2进行势能扫描计算，并在量子力学从头计算和微观过程可逆性原理的基础上得出了它们的基态电子状态和正确的离解极限，用正规方程拟合出两体项的势能函数参数，导出相应的力常数与光谱数据。结果表明，扫描数据和拟合数据符合得非常好。对于三原子分子体系，采用B3P86和QCISD方法，分别对Si2N、NH2、SiH2进行几何优化理论计算，得到了它们稳定结构的几何构型、能量、谐振频率、力常数，结果与实验值符合得很好。 应用群论和微观过程可逆性原理，得到了Si2N、NH2、SiH2分子的基电子状态，推导出了正确的离解极限，在此基础上利用多体项展式方法得到了Si2N、NH2、SiH2分子的解析势能函数和等值势能图，该势能函数正确反映了它们的构型与能量变化。 研究第一激发态的势能函数已成为国内外的前沿课题，本文还采用SAC/SAC-CI方法，在D95、D95(d)、6-311G、6-311G(d)等基组上对BeH、NH等典型分子的第一激发态进行理论计算，可以得到它们的微观几何结构、力学性质和光谱性质。在正确的离解极限前提下，采用正规方程组方法将其单点势能值进行拟合为Murrell-Sorbie解析势能函数，求出光谱数据(Be，ae，ωe，ωeχe)，并与实验数据进行比较，以此说明所求得的第一激发态的势能函数是合理的。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

第二章 基本理论与方法

第三章 群论、微观过程可逆性原理与分子的离解极限

第四章 双原子分子的分子结构与势能函数

第五章 三原子分子的分子结构与势能函数

总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果

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