APP下载

CS+势能曲线和光谱常数的理论研究

2022-04-07李瑞桑纪群艾瑞波宋铭彤阴爽任晓辉苗凤娟

高师理科学刊 2022年3期
关键词:李瑞分子离子势能

李瑞,桑纪群,艾瑞波,宋铭彤,阴爽,任晓辉,苗凤娟

CS+势能曲线和光谱常数的理论研究

李瑞1,桑纪群1,艾瑞波1,宋铭彤1,阴爽1,任晓辉1,苗凤娟2

(齐齐哈尔大学 1. 理学院,2. 通信与电子工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006)

势能曲线;光谱常数;硫化碳分子离子;辐射寿命

硫化碳分子(CS)及其离子(CS+)在光谱学和天文学[1-2]具有重要意义而受到广泛关注.研究者们在星际空间内探测到许多含硫化合物,其中CS+是在星云中探测到第一种含硫分子.对分子势能曲线和光谱常数的研究可以更好地探究反应机理,同时也是研究分子性质的有效手段.精确的光谱常数对今后的实验和理论研究具有重要意义.

1 计算方法

2 结果与讨论

图1 CS+分子Λ-S电子态的势能曲线

表1 CS+分子Λ-S电子态的光谱常数

2.2 Λ-S电子态的跃迁性质

图2 CS+分子的电偶极矩随核间距的变化

图3 CS+分子的跃迁偶极矩随核间距的变化

根据这些跃迁信息,能够得到相应振动能级的辐射寿命,辐射寿命可以根据公式进行计算

将分子的辐射寿命进行计算,结果见表2.

表2 分子激发态的辐射寿命

3 结语

应用高精度的组态作用方法对CS+分子离子的电子结构进行计算,计算获得了CS+分子离子能量最低的2条解离极限对应的电子态的势能曲线,并基于电子态的势能曲线求解CS+分子离子一维核运动薛定谔方程获得振动转动能级及波函数,拟合出束缚态的光谱常数.与之前的理论和实验结果进行对比,本文的计算结果更为精确.同时绘制了CS+分子的电偶极矩随核间距变化的曲线,还给出了跃迁偶极矩和弗兰克-康登因子,并基于获得的结果进一步计算了束缚态的辐射寿命.该研究结果对后续进行CS+分子离子的光谱性质的研究具有积极推动作用.

[1] Tsuji M,Obase H,Nishimura Y.CS+(2Σ+2Σ+)emission produced from Penning ionization of the CS(1Σ+)radical[J].The Journal of Chemical Physics,1980,73:2575-2579.

[2] Blöcker J H,Reinsch E A,Rosmus P,et al.Theoretical radiative transition probabilities of the CS+ion[J].Chemical Physics, 1990,147:99-108.

[3] Frost D C,Lee S T,McDOWELL C.The high resolution photoelectrqn spectrum of GS[J].Chemical Physics Letters,1972,17: 4.

[4] Coxon J A,Marcoux P J,Setser D W.Intensity and wavelength measurements for the CS+(A2Π-X2Σ+)and CS(A1Π-X1Σ+) band systems excited by the reaction of metastable He(23S)with CS2[J].Chemical Physics,1976,17:403-415.

[5] Bailleux S,Walters A,Grigorova E,et al.The submillimeter-wave spectrum of the CS+radical ion[J].Astrophysical Journal, 2008,679:920

[6] Honjou N.Ab initio study of molecular vibrations in the X2Σ+,A2Π,B2Σ+,and C2Σ+states of CS+and the vibrational structure in the photoelectron spectrum of CS[J].Chemical Physics,2008,344:128-134.

[7] Chenel A,Mangaud E,Justum Y,et al.Quantum dynamics of the charge transfer in C++S at low collision energies[J].J Phys B: At Mol Opt Phys,2010,43:245701.

[8] Li Rui,Wei Chang-Li,Sun Qi-Xiang,et al.Ab initio MRCI+Q study on potential energy curves and spectroscopic parameters of low-lying electronic states of CS+[J].Chinese Phys B,2013,22(12):123103-1-8.

[9] Lin Xiao-He,Liang Gui-Ying,Wang Jian-Guo,et al.Molecule opacities of X2Σ+,A2Π,and B2Σ+states of CS+[J].Chinese Phys B,2019,28:053101.

[10] Werner H J,Knowles P J,Knizia G,et al.Molpro:a general-purpose quantum chemistry program package:Molpro[J].WIREs Comput Mol Sci,2012,2:242-253.

[11] Werner H J,Knowles P J.A second order multiconfiguration SCF procedure with optimum convergence[J].The Journal of Chemical Physics,1985,82:5053-5063.

[12] Liu Yuyan,Duan Chuanxi,Liu Jinjun,et al.Velocity modulation laser absorption spectroscopy of the A2Πi←X2Σ+transition of the CS+cation[J].The Journal of Chemical Physics,2002,116 :9768-9775.

Theoretical study on potential energy curve and spectral constant of CS+

LI Rui1,SANG Jiqun1,AI Ruibo1,SONG Mingtong1,YIN Shuang1,REN Xiaohui1,MIAO Fengjuan2

(1. School of Science,2. School of Communications and Electronics Engineering,Qiqihar University,Qiqihar 161006,China)

potential energy curves;spectroscopic constants;carbon monosulfide molecular ion(CS+);radiative lifetimes

1007-9831(2022)03-0046-06

O561

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.03.010

2021-12-07

黑龙江省教育厅基本业务专项(145109129);黑龙江省教育厅基本业务专项青年创新人才项目(135509217)

李瑞(1983-),男,黑龙江齐齐哈尔人,教授,博士,从事分子结构与分子光谱研究.E-mail:lirei01@163.com

猜你喜欢

李瑞分子离子势能
基于UPLC-ESI-HRMSn技术的珍珠荚蒾果实抗肿瘤活性提取物的化学成分分析
Molecule opacity study on low-lying states of CS
作 品:景观设计
——《势能》
“动能和势能”知识巩固
“动能和势能”随堂练
李瑞
基于HPLC-HESI-HRMS 的水冬瓜根皮化学成分分析
Wimbledon Tennis
动能势能巧辨析
艺术百家:李瑞