XY型分子的光谱常数和非谐性力场的从头算研究

摘要

本文的核心工作是用高水平的从头算方法研究了几个含有硅和锗的瞬态分子的光谱常数和非谐性力场。在得到光谱数据之后，代入相应的能级公式中，通过计算得到分子的转动能级，可以对实验上观测分子的转动能级做出指导。 首先，我们应用密度泛函理论中的B3LYP方法、二阶微扰理论MP2和单、双(三)取代的耦合簇方法CCSD(T)结合Dunning相关一致基组(c-pVDZ和cc-pVTZ)研究了二氯化锗分子的平衡几何结构；在得到平衡几何结构的基础上用同样的方法计算了分子的光谱常数和非谐性力场。将计算所得结果(如：平衡几何结构、转动常数、振转相互作用常数和四次离心畸变常数)与实验值相比较；预测了部分光谱常数(谐振频率、非谐性常数、六次离心畸变常数和三次、四次力常数)。结果表明，从整体上看MP2方法计算的结果与实验值符合的最好，CCSD(T)方法也能较好的重现实验值；同样的计算方法，采用cc-pVTZ基组比用cc-pVDZ基组计算的结果更接近实验值，但是基组的进一步扩展却没有明显的作用。同时我们用MP2方法和CCSD(T)方法结合cc-pVTZ基组研究了二氯化锗部分同位素分子的光谱常数和非谐性力场。计算结果与仅有的实验值符合较好，同位素效应不太明显。 其次，我们利用相似的计算方法研究了二氯化硅分子的平衡几何结构，在此基础上得到分子的光谱数据和非谐性力场。计算表明MP2方法计算的结果非常接近实验值，对实验测量某些光谱数据有较好的预测作用，而CCSD(T)方法计算的结果也与实验值符合较好。

目录

文摘

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引言

第一章绪论

§1.1分子光谱的研究意义

§1.2分子光谱的实验研究进展

§1.3分子光谱的理论研究进展

§1.4本文的主要研究内容

第二章基本理论和计算方法

§2.1基本概念

§2.2分子的哈密顿量模型

2.2.1非对称陀螺分子的振动哈密顿量

2.2.2非对称陀螺分子的转动哈密顿量

§2.3量子化学中的从头算方法

2.3.1微扰理论方法(Perturbation Theory)

2.3.2耦合簇方法(Coupled-Cluster,CC)

2.3.3密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)

第三章GeCl2及其同位素分子的光谱常数和非谐性力场的从头算研究

§3.1计算方法和细节

§3.2 74GeCl2分子的光谱常数和非谐性力场

3.2.1平衡几何结构和转动常数

3.2.2谐振频率、基频和非谐性常数

3.2.3振转相互作用

3.2.4离心畸变常数

3.2.5各阶力常数

§3.3 GeCl2同位素分子的光谱常数和非谐性力场

3.3.1平衡几何结构和转动常数

3.3.2谐振频率、基频和非谐性常数

3.3.3振转相互作用

3.3.4离心畸变常数

3.3.5各阶力常数

§3.4本章小结

第四章SiCl2分子的光谱常数和非谐性力场的从头算研究

§4.1计算方法和细节

§4.2 SiCl2分子的光谱常数和非谐性力场

4.2.1平衡几何结构和转动常数

4.2.2谐振频率、基频和非谐性常数

4.2.3振转相互作用

4.2.4离心畸变常数

4.2.5各阶力常数

§4.3本章小结

第五章总结与展望

§5.1总结

§5.2展望

致谢

参考文献

在读硕士学位期间公开发表的论文