C60分子Raman 活性振动模态的计算分析Ξ - PSU MNE.PDF

第20 卷第2 期 振　动　工　程　学　报 V o l. 20 N o. 2　 2007 年4 月 Jou rn a l o f V ib rat ion En g in eer in g A p r. 2007　 C60 分子Ram an 活性振动模态的计算分析 曾　攀, 杨学贵, 杜　婧 (清华大学机械工程系, 北京 100084) 摘要: 分子的振动特征是标定微观物质结构的重要手段, R am an 光谱可以准确地测定分子振动的具有极化率的特 征频率, 而相应的振动模态则需要采用理论分析或计算来得到, 群论方法是计算分子振动特征的主要方法, 但它的 分析过程非常复杂, 在应用中具有较大的难度。本文在分子力学原理的基础上, 针对碳碳共价键给出相应的能量 描述关系, 建立了完整的碳碳键合单元, 并应用于 分子的振动分析和计算, 给出了 分子 活性振动模态 C60 C60 R am an 的计算结果, 与相应的实验结果进行了比较, 验证了本文所提出建模方法的正确性和实用性, 基于实验数据还得到 碳纳米材料中的碳碳共价键的力常数, 为分析具有共价键的纳米分子的振动性能提供一种简洁、高效的计算分析 方法。 关键词: 分子振动; 拉曼光谱; C60 分子; 碳碳键合单元 中图分类号: O 56 1. 3; O 32 1　　文献标识码: A 　　文章编号:(2007) 020 18504 用于计算具有碳碳共价键特征的分子振动的计算 引　言 方法, 建立相应的碳碳键合单元, 使得分子振动计 算成为一种简洁的动力学矩阵分析过程。并将该方 目前光谱方法已广泛应用于测定分子的微观结 法应用于C60 分子R am an 活性振动模态的计算。 构, 成为研究分子结构的重要手段[ 1～ 4 ] 。众所周知, 分子轨道能级是量子化的, 在一定的条件下, 电子在 1　C60 分子振动的计算模型 这些轨道之间跃迁; 实际上, 另外还有两种重要的运 动: 分子振动和转动, 也有各 自的量子化能级; 光谱 下面基于 假设, 采用分子力 Bo rn Opp enh eim er 学测试的原理就是将电磁辐射作用于分子, 激发能 [ 12, 13 ] 学方法 ( , ) , 将原子 M o lecu lar M ech an ics MM 级之间的跃迁, 测量跃迁时吸收或发射的能量, 以获 之间相互作用的能量仅考虑为两个原子核之间位置 取分子结构的重要信息, 一般将振动、转动、电子光 [ 1, 12