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几种重要的小分子大气污染物的激发态理论研究

李步通  
【摘要】:含S、O等元素的小分子体系(包括离子和自由基)在大气化学和星际化学领域有着重要的地位。一方面,目前已有一些含S、O的小分子如,CnS (n=1-3)、HSO等在星际空间中相继被发现,详细研究含C、S、O等元素的分子体系的结构和稳定性,可以为在实验室里合成和星际中探测新型分子提供理论依据;另外一方面,它们又是重要的大气污染物质,对它们的研究对于环境保护有重要的意义。本文利用现代量子化学理论,对含有S、O元素的三类小分子体系的结构、稳定性及谱学性质进行了系统研究。主要内容概括如下: 一、对HSO自由基和阳离子分子进行了研究。总共优化了十三个电子态的稳定点,得到了详细的电子结构和几何结构数据。计算了三个绝热跃迁能量和九个绝热离子化能。使用中性自由基基态几何计算了垂直离子化能量,在9.79~18.90eV的能量范围指认了十五个离子态。在低于10.35eV的能量的范围内我们确定了总共十六个电子态其中包括八个里德堡态。跃迁能量,跃迁强度和电子结构被详细讨论,所有的结果都和已知的实验数据保持一致。 二、对HO2自由基基态和两个激发态进行了研究。优化了HO2自由基基态和两个激发态的几何结构,频率分析表明他们都是势能面上的稳定点。在14.361eV能量下用垂直激发方法确定了总共十四个电子态的激发能,其中三个为里德堡态。电子态由能量从低到高排序为12A″, 12A′,22A′, 32A′, 22A″, 42A′, 52A′, 62A′, 32A″, 42A″, 52A″, 62A″, 72A″, 82A″。纠正了文献中的电子态排序12A″, 12A′, 22A″, 22A′。预测了22A′和22A″两个势能面的交叉。实验上只得到了该自由基的第一电子激发能。三、对RS(R=CH3,CH2CH3)烷基硫化合物及其离子做了研究。对甲


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