Ne-HCN体系势能面和束缚态能级的理论研究

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氰化氢(HCN)是太空中最丰富的无机分子之一,如同CO分子,它也是活动星系中探测到的几个经典小分子之一。因此近年来,它与稀有气体原子( Rg)组成的van der Waals相互作用体系引起了广大研究者的兴趣。  本论文对 Ne-HCN体系势能面和束缚态能级进行了系统的理论研究。采用单双迭代耦合簇理论CCSD(T)方法,利用扩展的相关一致基组aug-cc-pVQZ,并结合中心键函数(3s3p2d2f1g),计算了体系的相互作用能,得到了体系势能面。然后通过数值求解薛定谔方程,得到体系的束缚态能级。主要结果有:  (1)固定HCN分子在平衡构型下,计算了Ne-HCN体系330个构型的相互作用能;并利用非线性最小二乘法拟合出二维势能面V( R,q)的解析表达式;发现该势能面有两个势阱,全局最小值在0R=8.00a,对应于线性构型Ne-H-C-N,阱深为61.561cm-,局域极小值位于0R=6.62a, oq=102处,阱深为52.421cm-,近似一T型结构。  (2)利用二维势能面V( R,q),通过数值求解相应的薛定谔方程,得到了体系的束缚态能级结构;由计算的束缚态能级预测的微波谱跃迁频率和光谱常数,与相应的实验光谱测量数据符合较好。  (3)为了预测与 HCN反对称收缩振动正则坐标Q3相关的红外谱,计算了 Ne-HCN体系的三维势能面3V(Q, R,q)。首先确定Q3i(i=1-7)与 HCN分子键长的关系,并计算和拟合得到七个二维势能面3V(Qi, R,q),再用六阶多项式插值的方法构造出体系的三维势能面。  (4)在振动绝热近似下,利用三位势能面3V(Qi, R,q)计算得到体系v3=0和v3=1两个振动平均势对应的振转能级。在HCN分子v3模式下,计算得到的104条红外谱线,并对v3模式下的红外跃迁频率和光谱常数进行预测。
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