SF6分子和S2分子量化计算的研究

SF6分子和S2分子量化计算的研究

论文摘要

量化计算是研究分子结构、分子光谱的重要理论方法,本文采用量化软件Molpro分别对SF6分子以及S2分子进行了计算。SF6分子是良好的绝缘材料,也是重要的温室气体,受到广泛的关注和研究,SF6作为具有hO群的高对称性的超价分子,理论研究很具挑战性。由于量化计算中,常采用子群来计算属于高对称群的分子,而分子的电子态和分子轨道等的对称性在子群的表示中会出现重迭,从而不能从子群的结果直接给出电子态或分子轨道对称性的归属。所以本文的第一个工作是:以如何判断SF6基态1A1g态的电子组态中最高占据轨道(HOMO)的对称性为例,提出了解决这个问题的方法。通过采用Molpro软件,对SF6的基态的平衡结构,进行了HF(Hartree-Fock)/6-311G*计算,得到了能量最高占据轨道的函数表达式,进而运用hO群的对称操作作用在三个轨道函数上,得到各操作的矩阵表示,于是得到特征标,最后确定了最高占据轨道为T1g对称性。本文的第二个工作是:对SF6分子的势能曲线以及振动频率进行了组态相互作用的量化计算。由于SF6分子价电子数目多,计算量太大,简正模式的对称性较为复杂。目前对其势能曲线以及简正模式的从头计算大多仅采用HF方法,而HF方法不考虑组态相互作用,从而限制了计算的精度。本文通过选取合适的基组,适当的活性空间,以及对简正模式进行逐个处理,实现了对SF6基态1A1g的势能曲线以及简正模式的完全活性自洽场方法(CASSCF)以及多参考组态相互作用方法(MRCI)的计算,得到的平衡结构,振动频率相较HF水平有很大的改善。本文针对振动频率计算,将振动模式分开考虑的方法为结构较为复杂的分子的振动频率的计算提供了改进计算结果的新的思路。本文的第三个工作是针对S2分子进行了预解离的研究。首先通过CASSCF方法,采用ccp-VQZ基组,计算了S2分子的势能曲线。进而在得到的势能曲线交叉区域对电子态B3(50)u-与电子态51(47)u、23(50)u(10)进行了自旋轨道作用的计算,通过对精细结构的分析,理论上解释了Martyn.D.Wheeler等人在实验中,观察到B3(50)u-?X3(50)g-(v’0,)跃迁谱线中的第二处v’?18时的弥散现象。

论文目录

  • 内容摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 本文的安排
  • 第二章 理论原理
  •   2.1 分子薛定谔方程
  •   2.2 分子波函数与群的不可约表示
  • 6分子最高占据轨道对称性的判断'>第三章 SF6分子最高占据轨道对称性的判断
  • 6分子HOMO波函数的计算'>  3.1 SF6分子HOMO波函数的计算
  • 2h群的不可约表示的对应关系'>  3.2 Oh群与D2h群的不可约表示的对应关系
  • 6分子HOMO对称性的确定'>  3.3 SF6分子HOMO对称性的确定
  • 6分子电子组态'>  3.4 SF6分子电子组态
  • 6分子基态势能曲线及振动频率的研究'>第四章 SF6分子基态势能曲线及振动频率的研究
  • 6分子基电子态下对应A1g振动模式的势能曲线及振动频率的计算'>  4.1 SF6分子基电子态下对应A1g振动模式的势能曲线及振动频率的计算
  •     4.1.1 不同基组下势能曲线的计算
  •     4.1.2 HF方法、CASSCF方法与MRCI方法下势能曲线的比较
  • 6分子基态振动频率的计算'>  4.2 SF6分子基态振动频率的计算
  • 6分子基态的简正模式'>    4.2.1 SF6分子基态的简正模式
  •     4.2.2 HF/6-311G*方法对简正模式的计算
  •     4.2.3 MRCI/6-311G*方法对简正模式的计算
  •     4.2.4 结果比较
  • 2分子B3u-态预解离的计算'>第五章 S2分子B3u-态预解离的计算
  •   5.1 预解离现象
  • 2分子的势能曲线的计算'>  5.2 S2分子的势能曲线的计算
  • 2分子B3u-与15Πu、23u+自旋轨道作用的计算'>  5.3 S2分子B3u-与15Πu、23u+自旋轨道作用的计算
  •     5.3.1 输入输出文件的解读
  • 3∑u-与15Πu、23u+自旋轨道作用的结果分析'>    5.3.2 B3u-与15Πu、23u+自旋轨道作用的结果分析
  • 第六章 总结和展望
  • 参考文献
  • 附录A
  • 致谢
  • 作者在学期间所取得的科研成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 武瑞琪

    导师: 郭迎春

    关键词: 高对称分子轨道对称性,势能曲线,分子振动频率,自旋轨道作用

    来源: 华东师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学

    单位: 华东师范大学

    分类号: O561.3

    总页数: 56

    文件大小: 2707K

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