经验势能函数的改进

双原子分子的势能函数的研究在广泛地开展着。到目前为止,已提出了各种各样的经验势能函数的解析形式。目前评价一个势能函数优劣的主要标准是与Rydberg-Klein-Rees(RKR)光谱数据在化学键力的范围之内进行比较而决定的,这方面的工作已先后为Varshini,Steele和Levine等人进行过。Murrell和Sorbie在对小的多原子分子的势能表面寻求分析函数表示的过程中,重新评审了那些已发表过的双原子分子势能函数,详尽地研究了修改的Rydberg函数的性质,找出较好的一种形式,即Murrell-Sorbie函数。近年M.L.Sage提出一个新的模型势,     

经验势能函数的改进

本文提出改进经验势能函数的一般方法,即构成改进后的势能函数V=WV′,校正函数W=exp{P[(γ_e/γ)^q-1]}。此法应用于改进Rydberg函数与PG函数,结果成功。     

金属钇表面吸附氢同位素的量子力学计算

用量子力学B3P86方法,对H、D、T采用基函数6-311G^**,对Y采用SDD^**,计算了H2、D2、T2及其钇化合物YHn,YDn,YTn(n=1,2,3)的热力学性质,导出H与Y反应的△rHm^θ、△rSm^θ、△rGm^θ和平衡压力与温度的函数关系。文献值La-LaH2的氢化反应热为-209．296kJ／mol,本文计算值Y-YH2在298-700K间为-137．875到-155．477kJ／mol。LaH2．7的分解温度(平衡压力为0．1MPa时的平衡温度)文献值为1124℃,本文计算YH2的分解温度为782．9K。     

金属钯表面吸附氢同位素的量子力学计算

Based on atomic and molecular reaction statics and group theory, the density functional method (B3P86) with basis sets SDD** for Pd and 6-311G** for H(D and T) have been used, and the ground states of H2(D2,T2) and PdH(PdD,PdT) are derived to be 1Σ+g(D∞v) and 2Σ+(C∞v), respectively, the dissociation energy of H2(D2,T2) and PdH(PdD,PdT) are 4.5918 and 2.6268 eV, respectively. The △Hf°,△Sf°and △Gf° from those reactions and the relationship of the equilibrium pressure with the temperature are obtained. It indicates that these results have good accordance with experimental data.     

PuN基态分子势能函数与热力学函数的理论计算

在Pu的相对论有效原子实势近似和N原子6-311G*全电子基函数下,用密度泛函B3LYP方法计算得到PuN分子基态X6∑+的结构与势能函数、力常数与光谱数据.同时计算得到PuN(g)分子在298 K时的标准生成热力学函数△fH0、△S0和△fG0,分别为-487.239 kJ/mol、95.345 J/mol K和-515.6661 kJ/mol.     

次氟酸分子的势能函数及其振动光谱的同位素效应的理…

用三原子振动激发态的变分计算程序（ＴＲＩＡＴＯＭ）精确计算次氟酸分子Ｈ＾１６ＯＦ的振动激发态的能级以及次氯酸分子中的Ｈ和Ｏ分别被Ｄ和＾１８Ｏ取代后Ｈ＾１８ＯＦ，Ｄ＾１６Ｏｆ和Ｄ＾１８ＯＦ的同位素效应，理论计算值与已有的实验结果吻合较好，预测了一些尚水观测到的谱线频率及同位素效应，并确立了一个同位素位移的加和规则。     

部分卤素双原子分子激发态的势函数

用作者建立的研究双原子分子精确振动势能函数的能量自洽法(energy consistent method, ECM), 对四个双原子分子电子态——溴分子的两个激发态β1g(3P2)态和A’(2μ3Π)态, 碘分子的激发态1μ(1D)和氯分子的激发态A’(2μ3Π)态的势能函数进行了研究. 结果表明ECM势可很好地与Rydberg-Klein-Rees（RKR）数据相符合, 得到了比常用的Morse势和 Huxley-Murrell-Sorbie (HMS)势更加令人满意的结果. 表明ECM势的确能更好地描述双原子分子电子态振动离解全过程的物理行为, ECM是一种简便易行的研究振动势能函数的成功方法.     

基态UC2分子的结构和势能函数

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法和相对论有效原子实势理论模型(RECP),对UC2分子可能的结构进行优化计算,得到UC2分子稳定构型为角形C-U-C(C2v);由微观可逆性原理,判断了UC2分子的离解极限;并且导出了基态UC2分子(X 5B1)的多体项展式势能函数,其势能面等值图展现了C-U-C(C2v)稳定结构;根据势能面等值图,讨论了C+UC(X 3П)反应和U+C2(X 1∑+g)反应的势能面静态特征.     

PdYH分子的结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法, 对钯和钇原子采用SDD收缩价基函数, 氢原子采用6-311＋＋G**全电子基函数, 对PdY和PdYH体系的结构进行优化. 计算表明: PdY分子的几何构型为C_∞v, 其基态为X²Σ^＋态, 键长R＝0.24168 nm, 离解能为D_e＝2.8261 eV, 谐振频率ω_e＝254.0656 cm^－1, 并拟合得到Murrell-Sorbie势能函数; PdYH分子最稳态为C_s构型, 电子组态为¹A', 平衡核间距R_PdY＝0.24281 nm, R_YH＝0.19824 nm, 键角∠PdYH＝116.7157°, 离解能D_e＝5.6146 eV, 基态简正振动频率: 对称伸缩振动频率ν₁ (a')＝348.2909 cm^－1, 弯曲振动频率ν₂ (a')＝243.3382 cm^－1, 反对称伸缩振动频率ν₃ (a')＝1442.2695 cm^－1. 由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限. 并用多体项展式理论方法分别导出基态PdY和PdYH分子的势能函数, 其等值势能面图准确地再现了PdY和PdYH分子的结构特征和离解能, 由此讨论了Pd＋Y＋H分子反应的势能面静态特征.     

次氟酸分子的势能函数及其振动光谱的同位素效应的理论研究

用三原子振动激发态的变分计算程序(TRIATOM)精确计算次氟酸分子H¹⁶OF的振动激发态的能级以及次氯酸分子中的H和O分别被D和¹⁸O取代后的H¹⁸OF,D¹⁶)OF和D¹⁸OF的同位素效应,理论计算值与已有的实验结果吻合较好。预测了一些尚未观测到的谱线频率及同位素效应,并确立了一个同位素位移的加和规则。     

V2H分子的分子结构与势能函数

用密度泛函理论(DFT), 在BP86/6-311＋＋g(d,p)水平上对V₂, VH和V₂H进行了理论研究. 得到该系列分子的基态电子态分别为: V₂( ), VH( ) , V₂H ( ), V₂H分子的基态稳定构型具有C_2v对称性. 用Murrell-Sorbie势能函数对V₂和VH分子的扫描势能点进行了拟合, 其扫描点都与四参数Murrell-Sorbie函数拟合曲线符合很好, 在此基础上推导出了它们的光谱数据和力常数. 用多体项展开理论导出了V₂H分子的解析势能函数, 在固定键角∠VHV＝58.7^o时, RH-V＝0.1790 nm处存在一个势阱, 深度为7.26 eV, 表示在该处容易形成稳定的V₂H分子.     

PdH2、YH2分子的结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法,对钯和钇原子采用SDD收缩价基函数,氢原子采用6-311＋＋G**全电子基函数,对PdH2和YH2体系的结构进行优化计算,得到PdH2分子最稳态为C2v构型,电子组态为1A1,平衡核间距RPdH=0.1692 nm,键角∠HPdH=29.4°,离解能De=5.5212 eV,基态简正振动频率:ν1(b2)=1470.1 cm－1、ν2(a1)=1007.9 cm－1、ν3(a1)=2907.0 cm－1.YH2分子最稳态也为C2v构型,电子组态2A1,RYH=0.1962 nm,∠HYH=114.3°,De=5.6691 eV,基态简正振动频率:ν1(b2)=1457.9 cm－1、ν2(a1)=476.0 cm－1、ν3(a1)=1506.3 cm－1.由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限.并用多体项展式理论方法分别导出基态PdH2和YH2分子的势能函数,其等值势能面图准确地再现了PdH2和YH2分子的结构特征和离解能,由此讨论了Pd ＋ H2和Y ＋ H2分子反应的势能面静态特征.     

氢在多壁碳纳米管上吸附行为研究

根据热力学平衡原理推导了通用吸附等温方程.通过比较氢在碳纳米管和炭狭缝孔上的高阶维里吸附系数，分析了77～297 K温度区间，温度、管径(孔宽)对碳纳米管、炭狭缝孔吸附空间储氢容量的影响，并由氢在石墨平面上的最大吸附容量计算了本次试验多壁碳纳米管(MWCNTs)在各平衡温度时的最大氢吸附容量.运用确定参数后的吸附等温方程，线性回归分析了氢在本次试验MWCNTs上的吸附数据.结果表明，在160～180 K温度区间，管内被吸附氢分子之间由于吸附受压产生的排斥能出现极大值；随着温度升高，氢分子之间以吸引力为主，提高氢气压力后才发生明显吸附.     

KH(KD)分子基态(X~1Σ~+)的结构与势能函数研究

利用群论及原子分子反应静力学的有关原理,推导了KH(KD)分子基态X1Σ+的电子态和合理的离解极限.采用Gaussian03程序包中的多种方法和基组,对KH(KD)分子基态X1Σ+的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过比较计算结果,发现B3LYP为最优方法,6-311g(3df,3pd)为最佳基组.运用优选出的方法和基组对KH(KD)分子基态进行了单点势能扫描,然后分别采用Murrell-Sorbie函数及修正的Murrell-Sorbie+c6函数进行了非线性最小二乘拟合,得到了KH(KD)分子基态的势能函数和相应的光谱常数.计算结果表明,利用修正的Murrell-Sorbie+c6函数计算所得的光谱常数与实验数据吻合得更好.     

PdN、PdN2分子的结构与势能函数*

在Pd 的RECP 近似下, 运用B3LYP 方法, 对Pd 采用基集合SDD, 对N 采用基集合AUG鄄cc鄄pVTZ, 对PdN 和PdN2分子的微观结构进行了理论计算. PdN 分子的基电子状态为4撞-, PdN2分子的最稳定构型为单重态的线性Pd—N—N(C肄V),其电子状态为1撞+. 采用最小二乘法拟合出PdN 分子的Murrell鄄Sorbie 势能函数, 使用多体展式理论导出了势函数中的参数, 进而给出PdN2分子基态势函数的解析表达式, 其势能面准确地复现了平衡稳态结构和能量关系, 表现了Pd 内迁移的详细过程, 存在一个C2V构型的鞍点(RNN=0.11700 nm, RPdN=0.22088 nm). 由图得到内迁移的能垒为0.5197 eV, 与计算值0.4560 eV 接近.     

PuN和PuN_2基态分子的结构与势能函数

用相对论有效原子实势和密度泛函理论方法对PuN和PuN_2分子的结构进行优化 ，得到了其平衡几何构型和谐振频率。采用最小二乘法拟合出PuN基态分子的 Murrell-Sorbie解析势能函数，在此基础上推导出光谱数据和力常数，并用多体展 式理论导出PuN_2基态分子的解析势能函数，正确地反映了其平衡构型特性。     

势阱中粒子能级与波函数微扰计算的代数递推公式

利用超位力定理(HVT)和Hellmann-Feynman 定理(HFT),导出了由有精确解的势阱的能级值用微扰法直接计算一维势阱的各级近似能级的普遍代数公式,并导出了由能级近似值计算定态波函数近似表达式的代数公式.给出了代数公式具体应用的几个典型一维势阱实例.此法可推广到二维势阱与三维势阱的情形.