若干典型範德華簇合物構型和光譜性質的理論研究

《若干典型範德華簇合物構型和光譜性質的理論研究》是依託四川大學，由朱華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：若干典型範德華簇合物構型和光譜性質的理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱華
• 依託單位：四川大學

項目摘要

對范德華簇合物構型和光譜性質的研究是近年來理論研究的的重要課題之一。然而，由於目前大多數從頭算勢能面都採用了剛性單體近似，因而不能很好解釋及預測紅外光譜譜帶位移等實驗現象。本項目擬重點研究若干典型的由氫分子或稀有氣體原子(Rg)與線性分子組成的范德華簇合物的構型和光譜性質。採用高精度量子化學計算、遺傳算法與量子Monte Carlo模擬相結合的方法。理論計算將提供複合物H2-CO，H2-HCN，Rg-HCN 和Rg-CO2的分別包含單體CO，HCN和CO2分子內振動的高精度勢能面；獲得范德華簇合物H2(N)-CO，H2(N)-N2O，H2(N)-HCN，Rg(N)-HCN及Rg(N) -CO2的構型、能量、譜帶位移及有效轉動常數隨簇合物大小變化的特徵；結合氫分子或不同稀有氣體原子的研究結果，探索並總結簇合物構型和光譜性質變化的規律性，為實驗研究提供理論依據。

結題摘要

在范德華體系構型、勢能面和光譜性質等方面進行了較深入研究，取得了一些重要研究成果。用高精度量子化學從頭算方法和一組含鍵函式的大基組構建了在大氣化學中有重要意義的典型複合物Ne−CO2，Kr−CO2和Xe−CO2的高精度從頭算勢能面，採用非剛性單體模型，在分子間勢能面和振轉光譜計算中包含了分子內振動的影響，很好地解釋了高分辨紅外光譜實驗特別是帶心位移，結合不同稀有氣體原子的研究結果，進一步總結了這類體系勢能面和振轉光譜性質變化的規律性；獲得了重要體系Kr−HCCCN的高精度勢能面，採用混合徑向離散變數表象(DVR)/角度有限基組表象(FBR)方法研究了Kr−HCCCN的振動態特徵，計算並預測了微波光譜等光譜數據；採用遺傳算法獲得了簇合物(pH2)N −HCCCN極小能量構型和能量，研究結果發現共有20個para-H2分子形成體系的第一個溶劑層，隨著簇合物的增大計算得到的化學勢表現出振盪的特點；構建了含非線性單體分子的複合物Kr−H2O和Ne−H2O的三維從頭算勢能面，比較了兩個體系不同的平衡構型，採用徑向DVR/角度FBR方法和Lanczos算法計算了振轉能級，分析了複合物在單體分子處於不同轉動態下的動力學行為的差異，解釋了有關光譜的實驗結果。本項目的研究工作發表了論文12篇，其中SCI收錄論文10篇。另外2篇論文正在評審中。