几何活性原子态的分子正常构型.pdf

摘要 摘 要 分子的几何构型很大程度上决定了分子的性质，对研究物质的物理化学特性有重要意 义。除了发展对薛定谔方程的近似计算方法以外，人们还发展了很多关于这方面的其它理 论，来解释分子构型的产生，以及产生的原因。然而，这些理论或是定性的，不能精确的 说明问题；或是通过从分子形成后的概念(例如，孤电子对)和信息来解释的，不能提前 预测分子形成以后的几何构型。 原子和配体的相互作用引起了中心原子所有的原子态的虚激发，但其中有一个态或者几个 态(对大的原子和复杂光谱)的内禀性质决定了其与配体态价电子之间的自旋和空间耦合 的最大强度的趋势，从而最终决定了分子正常的几何构型。这种特殊态叫做几何活性原子 activeatomic 态GAAS(geometricallystate)。原子态构型的概念在量子力学上是根据两电子 的几率分布密度来定义和计算，与给定原子态的两电子间的位置矢量形成的夹角有关。 通过广义的Laguerre类型轨道，在组态相互作用框架内，我们发展了一套从头计算程 序，来研究原子中的电子结构。应用该程序，通过计算能量最小值，求出最优波函数。利 用优化波函数的单电子密度分布和角双电子密度的最可几分布，研究了处于最低激发态的 相当精确的预测分子形成后的J下常几何构型。论文共分为四章： 第一章是前言部分，交待了分子几何构型的应用背景和重要意义，简单介绍了处理分 子几何构型的传统方法，以及本文中解决该问题的大概思路与方法。 第二章主要是理论基础部分，介绍了处理分子几何构型这一问题所用到的理论知识， 尤其是我们所用方法解决这一问题时所用到的相关理论，同时介绍了处理分子的几何构型 的其它方法。 第三章是我们的工作内容，包括所用到的新的几何活性原子态GAAS理论，主要的思 路，所用到的波函数的具体形式和优点，单电子密度算符和角双电子密度算符的形式及计 算方式，相应计算过程以及细节处理，并给出了计算结果和分析，且与精确的实验结果， 以及用其他理论计算得出的结果做了比较。 第四章是本论文的和我们的研究工作的后续和总结。在前面研究的基础上，认识到由 于传统变分法产生内在缺陷，特别是对激发态波函数通过求能量变分最小，并不能得到很 I 东南大学硕十论文 精确激发态波函数的缺点，我们希望通过运用这个新的试探波函数，使其可以没有任何限 制的逼近真实的激发态波函数，期望通过波函数的修正可以得出更好的结果，并可以用以 计算较为复杂的分子。 关键词：几何活性原子态；杂化；组态相互作用； 分子构型 摘要 Abstract ne ofmoleculeare onmolecular is properties largelydependent shape，whichvery to the of inthefieldof andchemical． importantstudypropertiesmaaer,especiallyphysical not themethodof Peopleonlydeveloped Schrrdingerequationapproximately,butproposed of other for andhowthemoleculeitnormal many explanationswhy get theoriesare andnot itusethe andinformationwhich qualitativelypreciseenough．or concepts aftermolecularformation．so