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研究生:王基君
研究生(外文):ChiChunWang
論文名稱:鋰原子與氮氫自由基碰撞之位能曲線計算
論文名稱(外文):Potential Energy Surface Calculations for the Collision of Lithium Atom and NH Free Radical
指導教授:洪祐明
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:應用化學研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:位能曲線計算
外文關鍵詞:Potential Energy Surface Calculations
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本篇研究中,所探討的是鋰原子與NH自由基之反應,系統的總自旋態是雙重態(doublet state),我們以HF/CASSCF/MRCI的計算方法,來進行Li與NH碰撞的位能曲線計算及分析中間產物的自然軌域與主要電子組態。我們所使用的設備是由國家高速電腦中心及本實驗室所擁有的MOLPRO 2K.2套裝軟體及工作站。計算中的鋰原子﹑氮原子與氫原子所採用的基底(basis set)均為cc-p VQZ。將鋰原子以不同碰撞路徑(θ=60∘﹑90∘﹑120∘﹑179∘)去接近NH自由基,並計算在1A’ ﹑2A’ ﹑1A”及2A”各個狀態下的位能曲線,而這些曲線可以建構成位能面(potential energy surface),它可以輔助我們推測化學反應中可能的中間產物,和反應所需要的條件,並預估產物是否可以藉由跨位能面方式來生成。
In this study, we calculated the doublet potential energy curves of Li atom colliding with NH free radical at the HF/CASSCF/MRCI level. The software used in this work is the MOLPRO 2K.2 quantum chemistry packages in own laboratory and the national center of high performance computing.The basis sets employed for all atoms are the cc-pVQZ basis set. We let the Li atom approach NH via different collision angles of θ=60∘﹑90∘﹑120∘and 179∘.The Point group are all Cs . The potential energy curves investigated here are the 1A', 2A’, 1A” and 2A” states. The collision energy surfaces can be constructed with these curves in the future. But in this study, we used these curves to predict the possible reaction paths, especially for the feasibility of non-adiabatic reactions. We also annalyzed the natural orbitals and main election configurations of reaction intermediates.
總目錄1
圖目錄3
表目錄4
謝誌5
Abstract6
摘要7
壹、緒論8
貳、計算原理和方法12
Ⅰ. 計算理論 12
II. 計算的方法 14
參、碰撞模型16
肆、結果與討論17
(一)碰撞路徑與狀態17
Ⅰ.1A’狀態
a.正向碰撞 17
b.反向碰撞20
Ⅱ.1A”
a.正向碰撞22
b.反向碰撞24
(二)特殊碰撞路徑26
I.1A’與2A’狀態27
a.θ=179゚正向碰撞能差27
b.θ= 60゚反向碰撞能差29
Ⅱ.1A”與2A”狀態
a.θ=179゚正向碰撞能差32
b.θ=60゚ 反向碰撞能差36
(三)產物預測 40
Ⅰ. 中間物結構40
Ⅱ. Li+NH→LiN+H42
a. A’碰撞 42
b.A”碰撞44
Ⅲ. Li+HN→Li H +N45
伍、結論47
陸、參考文獻48
圖目錄
圖1碰撞模型Li接近NH分子16
圖2碰撞模型L接近HN分子16
圖3正向碰撞的位能圖(1A’)17
圖3-1正向碰撞主要價電子軌域示意圖(1A’)19
圖4 反向碰撞的位能圖(1A’) 20
圖4-1 反向碰撞主要價電子軌域示意圖(1A’)21
圖5 正向碰撞的位能圖(1A”)22
圖6 反向碰撞的位能圖(1A”) 24
圖7 θ=179∘1A’與2A’正向碰撞的位能圖27
圖7-1 A’θ=179∘,正向碰撞自然軌域4a’〜4a”的位能圖28
圖8 θ=60∘1A’與2A’反向碰撞的位能圖29
圖8-1 A’θ=60∘,反向碰撞自然軌域4a’〜4a”的位能圖30
圖8-2 A’θ=60∘,Rs=6.0A自然軌域型態31
圖9 θ=179∘1A”與2A”正向碰撞的位能圖32
圖9-1 A”θ=179∘,反向碰撞自然軌域4a’〜4a”的位能圖 33
圖9-2 A”θ=179∘,Rs=2.6A自然軌域型態34
圖9-3 A”θ=179∘,Rs=2.8A自然軌域型態35
圖10 θ=60∘1A”與2A”反向碰撞的位能圖36
圖10-1 A”θ=60∘反向碰撞自然軌域4a’〜4a”的位能圖37
圖11.中間物結構簡圖41
圖12 A’正向碰撞反應物脫去H生成產物LiN +H的位能圖43
圖13 A”STATE正向碰撞反應物脫去H生成產物LiN 的位能圖44
圖14 A’正向碰撞反應物脫去H生成產物LiCH2 +H的位能圖45
表目錄
表1 鋰電子激發之實驗值與計算結果的比較15
表2 MRCI所運算出A’state 位能井的主要電子結構38
表3 MRCI所運算出A”state 位能井的主要電子結構39
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