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在本论文中,我们利用理论方法对AlC、SiC、CuC、CuN分子和离子的基态和部分激发态的势能函数与光谱属性进行了详细的理论研究。主要研究结果如下:
用理论方法计算了AlC、SiC、AlC+和SiC+的结构。确定了它们的基态光谱项和相应的电子组态,分别为AlC(X4Σ-,6σ27σ12π2),SiC(X3Π,6σ27σ12π3),AIC+(X3∑-,5σ26σ22π2),SiC+(X4Σ-,6σ27σ12π2)。根据原子分子反应静力学原理和群的直积、约化与分解理论,导出了它们基态的合理离解极限和离解能。根据从头算的数据和最小二乘法拟合,得到了它们基态的Murrell-Sorbie势能函数曲线。在此基础上计算了相关电子态的力常数(f2,f3,f4)和光谱常数(Be,αe,ωe,ωexe),并与已有的实验结果进行比较,表明两者吻合的较好。
选择6-311++G(2df,2pd)、6-311++G(3dg,3pd)和Dunning的相关一致基组,应用密度泛函理论的B3LYP方法,对AlC-(X3Π,a1Σ+)和SiC-(X2Σ+)态的光谱常数和分子属性进行了详细的研究。采用不同基组计算得到的光谱常数和分子属性的数据一致性问题被讨论。计算结果表明,对于这个阴离子系统,添加弥散函数是有必要的,同时兼顾考虑电子相关效应。采用B3LYP/AUG-cc-PVTZ方法的计算结果与文献报道的数据吻合的最好。
在Cu的有效核势近似下,运用密度泛函(B3LYP)方法,对Cu采用基集合LANL2DZ,但对其价电子基组的p函数部分做了必要的修改,而对C、N采用基集合6-311+G(d),对CuC(X2Π,4Σ-,6Σ-)和CuN(X3Σ-)的微观结构进行了理论计算。优化计算了它们的能量,平衡结构和谐振频率。同时根据原子分子反应静力学原理,导出了CuC(X2Π,4Σ-,6Σ-)和CuN(X3Σ-)的合理离解极限和离解能。应用密度泛函(B3LYP)方法扫捕了CuC(X2Π,4Σ-,6Σ-)和CuN(X3∑-)的势能曲线,并采用最小二乘法拟合了两分子相关态的Murrell-Sorbie势能函数及其在平衡位置附近的Dunham展开式。同时根据Herzberg和Dunham的公式,计算了CuC和CuN各电子态的光谱属性。
用密度泛函方法计算了CuC±和CuN±基态的结构。确定了它们的基态光谱项和相应的电子组态,分别为CuC+(X3Π,3π41δ49σ14π1), CuN+(X4Σ-,3π41δ49σ14π2),CuC-(X3Σ-,3π41δ49σ24π2),CuN-(X4Σ-,3π41δ49σ24π210σ1)。通过最小二乘法拟合得到了它们在平衡位置附近的Dunham势能函数曲线,在此基础上计算了各个态的光谱属性。