B2C(1A1)和BC2(2A#39;)的结构与解析势能函数.pdf

第56卷第8期2007年8月 物 理 学 报 ACTAPHYSICASINICA ⑥2007 1000．3290／2007／56(08)／4412—08 Chin．Phys．Soc． c(h 7)的结构与解析势能函数* B2 1)和BC2(A 刘玉芳 韩晓琴 吕广申 孙金锋 (河南师范大学物理系，新乡453007) (2006年7月16日收到；2007年3月14日收到修改稿) 的结构进行了优化，得到这两个分子的基态结构为c：。和C，，基态电子状态为■。和疆’，同时还得到了它们的平衡 几何结构、离解能、谐振频率和力常数．在此计算的基础上，运用多体展式理论方法推导出B2C和Bc：分子的解析 势能函数，其等值势能面图准确再现了B：C和BC2分子的结构特征及势阱深度．由此讨论了B+Bc—B：C，B+ CC--}BC：分子反应的势能面特征． 关键词：碳化硼，Murrell．Sorbie函数，谐振频率，势能函数 PACC：3120，3130，3520D，3520G BC：分子及其离子的电子吸收光谱．目前对这一体 1．引 言 系势能函数的研究作者尚未见报道． 本文在Gaussian03程序下，应用单双取代的二 碳化硼以其优异的性能成为超硬材料家族中的 重要成员．碳化硼与一般填隙型化合物不同，硼与 碳同为非金属元素且原子半径相近，以共价键相结 和Bc2分子的平衡几何结构、离解能、谐振频率、力 合．正因为这种特殊的结合方式使得碳化硼具有许 常数等进行了计算，推导出B：c和BC：分子的多体 多优良性能‘1’2]，如密度小、熔点高、硬度大，而且在 展式势能函数，并根据势能函数讨论了它们的势能 高温下抗拉强度大，具有很高的热中子吸引能力和 面特征． 优越的抗化学腐蚀能力，碳化硼的这些性能引起了 人们极大的兴趣．因此，有必要对生成B，C和BC， 分子的反应体系进行反应动力学研究，而动力学研 离解极限 究的基础在于解析势能函数． 1994年Martin和Taylor旧。采用单双(三)取代耦 合簇理论(CCSD(T))方法对B2c分子进行计算，得2．1．基态B：C分子的电子状态与离解极限 到了其多种可能构型及电子状态，并且研究了该分 若B原子为基态2P。BC分子为基态x芑一，则 子的基态结构、离解能和谐振频率，从能量的角度确 组合2P。+奄一只能得到三重与五重态，而B：C分子 定1A．态为基态电子状态，但没有进行力常数和势能 的基态为单重态．若B原子为激发态4P。，则4P。可 函数的研究．1993年Martin等Ho在CASSCF／cc． 分解为c：。不可约表示的直和为4P。=4A：④48。 PVDZ，CCSD(T)／TZ2P，CCSD(T)／cc．PVDZ水平上优 ①冶：，设Bc分子处于基态(x芑一)，这时芑一分解为 化预测了BC，分子的多种构型、谐振频率等．1996 年Presilla．Marquez等口1在实验的基础上观察了Bc， 分子的构型及光谱常数