【摘 要】
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硼是元素周期表中最令人关注的元素之一,人们对硼的离子团簇和富硼材料理论和实验研究是非常有兴趣的。硼在工程上有重要的应用价值,可以作为火箭推进剂和储氢材料。硼只具有五个核外电子,看似结构简单,但是研究起来十分复杂。仅是B2分子的电子基态的多重性问题,就研究了很久才确定下来。因此BH2+的结构数据非常少,有必要构建BH2+体系的全维全局势能面,对富硼材料的研究可以起到重要的参考作用。本文分别拟合了基态
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硼是元素周期表中最令人关注的元素之一,人们对硼的离子团簇和富硼材料理论和实验研究是非常有兴趣的。硼在工程上有重要的应用价值,可以作为火箭推进剂和储氢材料。硼只具有五个核外电子,看似结构简单,但是研究起来十分复杂。仅是B2分子的电子基态的多重性问题,就研究了很久才确定下来。因此BH2+的结构数据非常少,有必要构建BH2+体系的全维全局势能面,对富硼材料的研究可以起到重要的参考作用。本文分别拟合了基态和激发态两个势能面,对于基态BH2+体系利用aug-cc-p V(Q,5)Z基组在多参考构型交互作用(MRCI)水平上计算了大量从头算能量点,并将其外推到完全基组极限,用多体展开的形式构建基态BH2+的全维全局势能面。为了保证B+(~3P)+H2(X~1Σg+)和BH+(X~2Σ+)+H(~2S)解离极限的一致性,引入一个开关函数来模拟B+(~3P)到B+(~1S)的转换过程。详细讨论了新的全局势能面的各种结构特征,与先前的理论结果吻合得很好。利用准经典轨迹法计算了B+(~3P)+H2(X~1Σg+)(v=0,j=0)→BH+(X~2Σ+)+H(~2S)反应的积分截面,为BH2+势能面的可靠性提供了支持。对于能量更高的激发态BH2+体系,采用多参考组态相互作用理论,以完全活性空间自洽场为参考波函数,运用USTE(Q,5)方法,将计算得到aug-cc-p VXZ(X=Q,5)从头算能量点外推到完备基组(CBS)极限,运用多体项展开形式构造全维全局激发态BH2+势能面。在无实验值参考的情况下,从理论上首次给出了激发态BH2+势能面中的全局最小值。最终对BH2+体系进行更加深入的动力学检测,采用量子含时波包方法分析反应几率,使对BH2+体系的研究更加透彻,获得的数据结果可以对其他领域关于BH2+的研究提供理论支持。
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