LaF分子结构与基态X ＋势能曲线研究 - 大学化学.PDF

第 l9卷 第 2期 原 子 核 物 理 评 论 Vo1．19，2NO．2 2002年 6月 NuclearPhysicsReview June，2002 文章编号 ：1007--4627(2002)02--0113--04 LaF分子结构与基态 X +势能 曲线研 究 陈林红 ，尚仁成 (清华大学天体物理 中心，北京 100084) 摘 要 ：用能量一致相对论有效核芯势和含极化 函数 4f2g和 弥散 函数 lslpld 的价基组 ，在各种 计算水平上计算 了LaF分子结构 、振动频率和离解能．根据原子分子反应静力学原理导 出LaF分 子基态可能 的电子状态和离解极 限，用密度泛 函理论 中的B3LYP方法计算 了基态 X 势能 曲线 ， 拟合得 到 了Murrell—Sorbie解析势能 函数及其在平衡位置 附近 的Dunham 展开式，由此计算 的振转 常数和实验光谱数据完全吻合 ．得到的解析势能函数可用于计算振转光谱精细跃迁结构和原子分 子碰撞反应动力学过程 ，具有重要 的实用意义． 关 键 词 ：能量一致相对论有效核芯势 ；解析势能函数 ；振转光谱常数 中图分类 号 ：O561．1 文献标识码 ：A 1 引言 算 比较重要 的极化基 组 ，因此结果 不 一定 可靠．本 文报道在相对论 有效 势近似下采用极 化基组和 弥散 过渡金属单氟化物在催 化化学 、高温热化学 、 基组对 LaF分子进行 的理论研究 ，计算该分子的势 表面科学和天体物理学等领域 中均有广泛 的应用 ， 能曲线并拟合成解析势能函数 的形式． 近几十年来一直深受人们 的关注．ⅢB族过渡元素 Sc，Y和 La的双原子化合物 ，因为具有最简单的 d 2 LaF分子平衡结构计算 壳层 电子组 态 (，一1)d ，z。，在研究 d轨道 电子如何 成键 中具有特别重要 的意义．为 了更好地 了解这一 本文采用 Stuttgart／Bonn小组发表 的能量一致 类分子 的电子结构 ，人们从实验和理论上都做 了大 相对论 有 效 势 (Energy—ConsistentRelativisticEf— 量 的研究．Barrow 等 [1首次获得 LaF分子可见光 fectivePotentia1)[1，La核外 11个 价 电子采 用 吸收谱 ，近几年 Bernard等[2 利用高分辨率傅立 (8s7p6d4f2g)／[65户4d4厂2g]收缩基组 ，其 中极化 叶变换发射光谱技术 、Kaledin等[5用激光吸收光 函数 4f2g的指数根据 even—tempered原理确 定 ，C1 谱方法分别测量 了LaF跃迁光谱．理论方面 ，人们 原子采用全 电子基组 aug—CC—pVQz．该分子基态可 用配位场理论 、相对论有 效势和全 电子从头算等各 能是单重态 和三重态。A ，B3LYP方法优化得 种方法对 LaF分子作过计算 [6 ]． 到 的分子平衡几何结构和 能量见表 1．计算得 到 的 和 实验上完成 的较 多 LaF分子光谱测量不相 态 比 △能量低 约 0．1eV，得 到 的键 长和 由实 适应 的是势能 曲线和振转光谱 的理论研 究非常少 ， 验光谱确定 的值相 比均 只相差 1．3pm．理论计算 目前对该分子的理论研究基本上集 中于平衡 结构 的 和实验 结果完全符合 ，因此 LaF分子基态 电子态是 计算．势能曲线 的计算对研究 LaF分子碰撞和反应