KF分子在外电场中的物理性质研究
2021-10-14郑敬严布玛丽亚阿布力米提王兴晨
大学物理 2021年10期
郑敬严,布玛丽亚·阿布力米提,向 梅,王兴晨,安 桓
(新疆师范大学 物理与电子工程学院,新疆 乌鲁木齐 830054)
氟化钾作为焊接助燃剂[1]和催化剂[2],不仅广泛地应用于精细化工,还因其价格低廉常被应用于农药[3]、医药、燃料等众多领域.但氟化钾具有很高的生物毒性,在工业使用中排放的含氟废水也会导致饮用水污染,长期饮用高氟水[4]会破坏钙、磷的代谢平衡,出现牙齿和骨骼的氟中毒.近年来随着氟化钾需求的不断增长,随之而来的环境污染问题也渐渐受到了众多学者的关注[5].
通过外加电场来研究分子的结构和性质是原子分子物理中重要的部分,并可以对其他领域的研究提供理论基础并提供参考价值.目前对氟化物的研究主要体现在氟利昂[6-8]以及氟化锂[9]等,而对氟化钾分子外电场效应的研究还比较少.本文通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT),LSDA/6-311G基组水平上研究了在外电场作用下,氟化钾分子的键长、偶极矩、总能量等物理性质的变化以及红外光谱、势能面和前10个激发态的变化特征.因此研究氟化钾分子对环境的保护具有十分重要的意义.
1 理论及计算方法
外电场作用下分子体系哈密顿量可写为
H=H0+Hint
(1)
其中,H0为无外场时的哈密顿量,Hint为场与分子体系的相互作用哈密顿量.在偶极近似下,分子体系与外场F的相互作用为
Hint=-μ·F
(2)
其中,μ为分子的电偶极矩.本文选取的电场区间为-0.02~0.02 a.u.,其中1a.u=5.14225×1011V/m.
本文运用Gaussian 09[10]量子化学软件,通过选取不同方法和基……
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