用能量自洽法研究双原子分子负离子CP~-基态X~2Σ~+的势能函数

采用研究双原子分子离子XY+的能量自洽法(energy-consistent method for ion XY+,ECMI)研究了双原子分子负离子CP-基态X2Σ+的势能行为,得到了负离子CP-基态X2Σ+的解析势能函数ECMI势,并将这个ECMI势、中性双原子分子的势能函数如Morse势、Huxley-Murrell-Sorbie(HMS)势直接用于研究CP-基态X2Σ+势能行为得到的结果与基于实验的Rydberg-Klein-Ress(RKR)数据进行了比较.结果表明,CP-基态X2Σ+的势能函数ECMI势与RKR数据符合得很好,明显优于中性双原子分子势能函数Morse势和HMS势在该分子离子电子态的表现,并且ECMI势还给出了对原子分子碰撞研究非常重要的正确离解极限和全程势能数据.     

群论在推导分子离解极限中的应用

本文简要介绍了群论与量子力学的关系和原子分子反应静力学的基本原理,并根据这些原理推导出一些分子的合理离解极限。     

用ab initio方法研究NaH(NaD)分子的结构及其基态(X1∑+)的势能函数

运用群论和原子分子静力学方法,推导了NaH(NaD)分子基态的合理离解极限.采用两种方法和三种基组优化计算了NaH(NaD)分子基态的平衡结构和离解能.选用电子相关单双取代耦合簇CCSD(T)方法结合6-311 G(3df,3pd)基组对NaH(NaD)分子基态进行了单点能扫描计算.用最小二乘法拟合Murrell-Sorbie 函数,计算得到了NaH(NaD)分子基态的势能函数和对应的光谱常数.结果表明, 采用Murrell-Sorbie函数计算所得的光谱常数与实验结果符合的很好,能精确地描述NaH(NaD)分子基态的势能函数.     

由键长及原子参数计算单键的键能

分子中原子间或离子间的强烈的相互作用称为化学键。这种相互作用的强度可以用键能的大小来量度。一般将气态下每断开1摩尔键所需要的能量定义为该键的键能。实际上这个能量变化应称之为键离解能。仅仅对于双原子分子来说,因为其分子中只有一个化学键,其键能可以由键离解能直接确定;对于多原子分子,其分子中存在两种以上的化学键时,每单个键的键能与键离解能可能在数值上相差极大。前者是由热化学实验数据归纳得到的近似的平均值。后者可以利用光谱学实验数据计算。对于少数双原子分子,还有希望根据量子物理学方法作出精确的理论计算。例如,双原子分子H_2,由光谱学实验数据计算出H—H键的离解能是432.00千焦/摩;而H—H键的键能是433.21千焦/摩。二者在数值上相差不大。     

YC分子基态的结构与势能曲线

考虑到研究对象的相对论效应和电子相关效应,对于YC双原子分子,对Y采用赝势基组,C原子选用6-311+G(3df)和AUG-cc-PVTZ基组,计算方法使用Becke的交换泛函和三参数混合泛函形式即B3LYP杂化泛函方法,首先对YC双原子分子的最优结构进行了计算,由此得到分子的稳定构型、最低能量和振动频率.基于原子分子反应静力学原理,推导得到YC双原子分子基态的合理离解极限.通过对比以往文献报道的实验和高水平理论计算结果,发现CRENBL ECP/6-311+G(3df)混合基组为对体系进行计算最为合适.因此,就在B3LYP/CRENBL ECP/6-311+G(3df)理论水平进一步对YC双原子分子基态的势能面进行了刚性扫描.基于扫描结果,并采用最小二乘法拟合,得到了10参数的Murrell-Sorbie势能函数曲线.由曲线系数(D_e,a_1,a_2,a_3,a_4)进一步计算得到了二、三、四阶力常数(f_2,f_3,f_4)以及相关光谱数据(B_e,α_e,ω_e,ω_eχ_e,D_e).为原子分子碰撞研究提供了有效的数据支持.     

原子分子反应静力学及分子的离解极限

原子分子反应静力学及分子的离解极限王藩侯,钟彦平,程晓洪,朱正和１引言在宏观方面,化学动力学和化学热力学是两们相辅相存而又相互独立的重要学科。化学热力学仅对包括众多原子分子且具有统计行为的系统才是正确的。限于研究平衡态和平衡态移动的方向性。不含时间变...     

VH2分子的结构与势能函数

从VH2分子基态的电子状态及其离解极限出发,采用B3PW91的方法,对V原子采用SVP基组,对H原子采用6 - 311 G基组优化出VH2(X4B2)分子稳定构型的平衡核间距Re =0.172 9 nm,∠HVH=124.341 4°,同时计算出振动频率,并使用多体项展式理论方法,导出了基态VH2分子的分析势能函数,该势能表面准确地再现了VH2(C2v)平衡结构,然后根据势能函数等值图讨论了反应势能面的静态特征,并利用杂化轨道理论解释了VH2分子的结构.     

LiF分子基态的平衡几何与势能函数

利用群论及原子分子反应静力学的有关原理,推导了LiF分子基态的电子态和合理的离解极限.采用量子力学从头算法,应用密度泛函理论的B3P86方法对LiF的基态平衡结构和谐振频率进行了优化计算.并使用该方法和基组对LiF分子的基态进行了单点能扫描计算,用正规方程组拟合了Murrel-Sorbie势能函数,得到了该态的完整的势能函数.从得到的势能函数计算了基态的光谱常数,结果与实验数据较为一致.     

BF分子第一激发三重态的势能函数与光谱常数

利用原子分子反应静力学原理,推导出了BF分子第一激发三重态的合理离解极限;使用QCISD和QCISD（T）方法,在6-311G（3df,3pd）、6-311＋＋G（3df,3pd）和cc-PVQZ基组下,对BF分子第一激发三重态的平衡结构、谐振频率和离解能进行了优化计算,应用QCISD（T）/6-311G（3df,3pd）对BF分子第一激发三重态进行了单点能扫描,并将扫描结果用最小二乘法拟合Murrell-Sorbie势能函数.由拟合得到的势能函数,计算了与第一激发三重态（A3∏）相应的光谱常数（Be、αe、ωe和ωeχe）,计算结果与实验符合得很好.     

AlC~+和SiC~+基态的分子结构和光谱属性

应用QCISD(T)/6-311++G(3df,3pd)和B3LYP/6-311++G(3df,3pd)方法,对AlC+和SiC+基态的分子结构和光谱属性进行了详细的理论计算.得到了AlC+和SiC+基态的能量,平衡结构,谐振频率.同时根据原子分子反应静力学原理,导出了AlC+和SiC+基态的合理离解极限和离解能.计算结果表明,AlC+和SiC+基态的光谱常数与现有的文献结果基本一致.部分光谱常数是第一次给出理论的报道.     

电力线载波抄表系统的探讨

阐述了电力载波抄表系统的背景及电力线扩频载波方式,讨论了电力线载波抄表系统的组成、特点、功能,并指明其广阔的应用前景.     

C60原子团簇电子结构的半经验研究 ——分子动力学与MNDO近似

用经典分子动力学以及量子化学的一种自洽求解数值方法 MNDO(m odified neglect of diatom ic overlap)研究了C6 0 原子团簇电子结构 .同时考虑σ-轨道和π-轨道 ,计算了一个电子能量级、对称性、π-轨道包含率、电子激发能量、凝聚能量、离子化能量以及电子亲和力 .得到的分子轨道比率显示了 σ-轨道和 π-轨道之间的明显分离 ,π-轨道大部分存在于HOMO-和 L U MO-能量级附近 .计算结果与对应的实验数值相当一致     

双原子分子势能函数的研究进展

双原子分子的势能函数是原子与分子物理重要而基本的理论问题，又是许多重要理论和实验研究的基础。文章综述了双原子分子势能函数的研究进展，并对不同势能函数的优劣和应用进行了简要的评迹，简要讨论了几个值得进一步研究的主要方面。     

双原子分子的键长与原子结构之间定量关系的研究

根据原子结构的特点,探讨了双原子分子的键长与组成双原子分子的原子结构之间的关系,发现双原子分子的键长与组成双原子分子的原子结构之间存在着良好的定量关系,据此提出一种直接根据原子结构预测双原子分子键长的方法．结构表明,预测值与实验值的一致性令人满意,平均误差0．0058nm．     

MgS分子的基态(~1∑~+)结构与解析势能函数

应用原子分子反应静力学方法推导出了MgS基态分子的电子状态和离解极限,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,分别在6-311++G(df,pd)、6-311++G(2df,2pd)、6-311++G(3df,3pd)和cc-PVDZ等基组下,优化出MgS分子的基态稳定结构为单重态的C∞V构型,得出其相应的平衡核间距、基态的简正振动频率和离解能.并运用量子化学从头计算的方法,计算出各阶力常数和光谱数据,得出MgS分子的解析势能函数,该势能函数再现了MgS平衡结构的准确性.     

HeH^＋分子积分的计算

推导了可以用于HeH^＋双原子分子计算的1s型Gaussian函数积分公式,并将其运用到HeH^＋分子STO-3G基组的计算中.详细地计算了重叠积分、动能积分、核吸引能积分和双电子积分,给出了对应的每一项积分的数值.     

具有在位势和力常数交错的一维双原子链晶格振动色散关系

在简谐近似下,求解了具有在位势和力常数交错的一维双原子链晶格振动的运动学方程.分析了在位势和力常数交错对晶格振动链声学支和光学支的影响.发现了在位势的存在使晶格链产生能隙,并且随在位势的增大,晶格振动频谱发生移动;当在一定的条件下,可使该晶格不存在声学模;交错力常数之比也能提升晶格振动频谱,尤其是对光学支的影响更为显著.     

基于Matlab软件的微振动理论及其应用

介绍了Matlab软件在求解复杂理论物理问题中的应用.根据分析力学中的微振动理论,通过类比分析,得到一维单原子链系统经典方程的解和色散关系式.用算符代替力学量,简正坐标代替一般坐标,得到一维单原子链系统无交叉项的量子化方程和总能量表达式.实验结果分析得到双原子分子振动系统的能量和能级关系式.利用Matlab软件,求出微振动系统耦合方程组的解并实现解的可视化;展示一维单原子链振动系统色散关系的3-D图像;绘制双原子分子振动系统能级与能量的关系曲线.     

Using virtual laboratories in chemistry classrooms as interactive tools towards modifying alternate conceptions in molecular symmetry

Molecular symmetry plays a central role in chemistry education with regard to predicting chemical properties such as bonding and spectroscopic transitions. Better understanding of the symmetry of molecules requires high visual-spatial thinking ability. Conventional teaching methodologies, with limited teaching aides, fall short in providing a detailed understanding of scientific theories and related concepts. Incorrect understanding has been known to perpetrate concepts that are not consistent with the consensus of the research community or alternate conceptions. This work elaborates a methodology designed to discover the alternate conceptions stemming from teaching molecular symmetry in a typical classroom environment and the impact of the virtual laboratory (VL) environment in correcting these misconceptions. Three significant contributions presented in this paper include: (1) the development of a media and information-intense VL experiment platform designed to enhance understanding of symmetry elements and point groups of molecules with diverse structural geometries. (2) the development of an instrument, Molecular symmetry Alternate Conception Test (MACT), designed to capture and estimate the extent of alternate conceptions. (3) the successful identification of typical alternate conceptions amongst students in the context of molecular symmetry. In addition to perceived alternate concepts in symmetry education, the results indicate a significant statistical improvement of 156% in understanding of molecular symmetry concepts (p?<?0.05) after subjecting students to the interactive VL platform. This study also shows identifying bond angles and planarity as concepts crucial for students. It is also implicit that estimations of discrimination skills related to identifying concept-based learning may be relevant for perceiving alternate concepts among learners.