多原子分子简正振动频率的量化计算

摘要：

针对较大分子振动频率的量化计算,提出了一个节省计算成本的方法.含N个原子的分子的振动频率的计算通常需要计算3N维势能超曲面及其二阶导数构成的Hessian矩阵,然后解其特征方程得到全部简正振动模式的振动频率.N越大,计算成本越大.本文提出,针对那些由平衡结构和对称性就能完全确定的振动模式,可以逐个计算其振动频率.当仅考虑一个振动模式时,3N维的Hessian矩阵的计算转化为一维的势能曲线的计算.基于简谐振子近似推导单一振动模式下分子势能曲线的表达式,接着量化计算势能曲线,将势能曲线拟合到表达式中以获得振动频率.相比计算3N维势能超曲面及其二阶导数的Hessian矩阵,仅计算一维势能曲线而节省下来的计算资源可以允许选择更高级别的计算方法和采用更为完备的基组,提高计算的精度.本文首先以计算水分子的B2振动模式的振动频率为例,说明了这种方法的可行性.接着将这种方法应用到SF6分子中.多参考组态相互作用(MRCI)方法是计算电子相关能的有效方法,本文采用MRCI/6-311G*基组分别计算了SF6的A1g,Eg,T2g和T2u四个振动模式的振动频率,通过与其他方法的结果以及实验结果相比较,本文计算的四个频率的相对误差最小.

关键词：量化计算、振动频率、分子对称性、势能函数

所属期刊栏目：71

分类号：O561;O644.18;TP391.41

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;资助的课题

在线出版日期：2022-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：97-104