PuNO分子结构与势能函数.pdfVIP

物 理学 报 ActaPhys．Sin．Vo1．64，No．15(2015) 153103 PuNO分子结构与势能函数 郝丹辉 ) 孔凡杰2) 蒋刚3)十 1)(西安建筑科技大学华清学院，西安 710043) 2)(盐城工学院数理学院，盐城 224051) 3)(四川大学原子与分子物理研究所，成都 610065) (2015年3月4日收到；2015年4月2日收到修改稿) 本文运用密度泛函理论的B3LYP方法，对钚原子应用LANL2DZ收缩价基函数，氮、氧原子采用 AUGca—pVTZ基 函数，分别对PuN，PuO，NO和PuNO体系进行 了结构优化，得到PuNO分子最稳构型 为 o。 (Pu—N一0)，电子态为。∑一 (基态)，平衡核间距RoN=0．12257nm，RNP =0．22951nm，离解能 D。=8．10537eV．同时优化得到PuNO 分子存在两种亚稳态平衡构型分别为G (Pu—ON)，0E一 (电 子态)和C。(O—Pu_N)，A”(电子态)，以及分子体系相应的力学常数等．拟合出PuN，PuO和NO 分子的 Murrell—Sorbie势能函数，并使用多体项展式理论得到了PuNO分子的分析势能函数，其等值势能图准确再 现 了PuNO分子最稳态构型及两个亚稳态构型的离解能和结构特性，由此讨论了该分子体系的势能面静态 特征． 关键词：PuNO，分子结构，势能函数 PACS：31．15．E．71．15．Mb DOI：10．7498／aps．64．153103 研究双原子分子解析势能函数，Clavagu6rasarrio 1 引 言 等 [12]通过密度泛函 (DFT)理论和多组态从头算法 得到了两个等电子化合物PuO~+和PuN2的几何 锕系金属钚作为一种具有强放射性 的剧毒元 构型，电子结构和振动频率．李权等 [13]和熊晓玲 素，有着独特的物理化学性质，在军事、能源、航 等 [14]通过密度泛函理论方法对氮化物分子PuN， 天等领域有着极为广泛的应用 [，21．但 由于其极易 PuN2及TiN基态分子的结构与势能函数进行了 与02，H2和H20发生反应，形成氧化和氢化腐蚀， 优化．高涛等 1【5]和Zeng等 [16]分别对氧化物分子 造成贮存容器失效，甚至可能对环境造成极为严重 PuO和PO2的基态结构与势能函数进行了研究， 的危害，故一直难于找到高效的存储方式．因此对 其表面的物理化学性质的研究是个长期的热点之 并得到了相应的平衡核问距、离解能及谐振频率． 一 3[—71 然而，Pu-N一0作为一种重要的三原子体系，据我们 ． 分子势能函数作为Born—Oppenheimer近似下 了解 尚未见到对该体系的几何构型、电子结构 以及 固定核坐标时给定 电子状态下的电子本征能量函 其势能函数的相关研究报道．因此，研究该体系的 数，它不仅是在整个空间范围内对分子性质的完 微观结构 以及势能函数既可 以补充和完善实验上 全描述，即描述分子的能量、几何、力学与光谱性