氟利昂CClF分子的光谱及解离动力学研究-南京信息工程大学学报.PDF

ＤＯＩ：１０．１３８７８／ ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｕｉｓｔ．２０１６．０２．０１２ １ １ １，２ １ １ ３ 何仲福 　 李凌昊　 刘玉柱 　 罗礼海　 王亚丽　 秦朝朝 氟利昂Ｃ Ｃｌ Ｆ 分子的光谱及解离动力学研究 ２ ２ ４ 摘要 ０　 引言 采用密度泛函Ｂ３ＬＹＰ 理论对氟利 ＋＋ 昂Ｃ Ｃｌ Ｆ （Ｆ⁃１１４）在６⁃３１Ｇ （ｄ，ｐ）基 　 　 氟利昂是饱和烃卤代物的总称，而且氯氟碳化合物（ＣＦＣｓ 和 ２ ２ ４ 组水平上进行分子结构优化、红外光谱 ＨＣＦＣｓ）以商品名“氟利昂”著称．１９７４，Ｍｏｌｉｎａ和Ｒｏｗｌａｎｄ发表了关于 计算，理论计算所得结果与实验结果基 本吻合．此外又通过从头算ＣＩＳ方法计算 氟利昂中的氯氟碳化合物（ＣＦＣｓ）破坏地球平流层内臭氧层机理的学 了Ｃ Ｃｌ Ｆ 及其离子的低激发态，将所得 ［１］ ２ ２ ４ 术论文 ．从那时开始，关于氟利昂问题的研究引起了越来越多的关 分子低激发态的键长、键角及二面角等 注．随着科学研究的深入发展，他们关于氟利昂破坏臭氧层机理的研 参数进行了对比分析，并得到了Ｃ Ｃｌ Ｆ ２ ２ ４ 分子的ＵＶ⁃Ｖｉｓ光谱和分子前线轨道，最 究得到了世界公认，并于１９９５年获得诺贝尔化学奖． ＋ 后对Ｃ Ｃｌ Ｆ 离子的低激发态光解离动 ２００７年，中国台湾的林志民和李远哲研究团队采用精密的分子 ２ ２ ４ 力学进行了分析． 束技术测量了含氯分子ＣｌＯＯＣｌ在激光作用下的解离速率，通过明确 关键词 臭氧空洞；氟利昂Ｆ１１４；光解离；密 的证据平息了学术界关于臭氧层被破坏方式的重大争议，同时提供 度泛函理论；红外光谱；ＵＶ⁃Ｖｉｓ光谱 了一个可以检验臭氧层受损模型的新指标，其精确的实验数据为大 气科学家进行深入研究提供了依据，《Ｓｃｉｅｎｃｅ》期刊于同年报道了该 中图分类号 Ｏ４３３ ［２］ ［３⁃５］ 文献标志码 Ａ 项成果 ，并引起广泛讨论 ．目前已有人借助各种先进的实验光谱 ［６］ 技术对氟利昂中的某些分子进行解离动力学分析 ． 目前基于第一性原理研究氟利昂分子的报道很少，它是根据原 子核和电子互相作用的原理及其基本运动规律，运用量子力学原理， 从具体要求出发，经过一些近似处理后直接求解薛定谔方程的算法． 本文着重从理论上研究氟利昂中的Ｆ⁃１１４（Ｃ Ｃｌ Ｆ ）分子基态、低激发 ２ ２ ４ 态的光谱及振动模式，并对其离子第一激发态进行解离分析． 收稿日期 ２０１５⁃０５⁃２５ １　 理论计算 资助项目