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过渡元素分子的结构和自旋极化效应

阎世英  
【摘要】:过渡元素特别是第四和第五周期过渡元素的分子结构,是一个重要研究热点。并且,我们知道相同的二个轻元素原子构成的双原子分子的基态,其多重性比较低,比如,2s+1=1~4,这是由于电子组态相互作用的结果,特别是电子配对的结果。但是,最近的一些文章表明,对于重元素来讲,情况并非如此,比如Pu_n分子(n=2,3,4),我们知道,Pu原子的基电子组态是6个没有配对的电子构成的~7F_g,对于Pu_2,Pu_3和Pu_4分子来讲,分别拥有12,18和24个没有配对的电子,Pu_2分子可能的多重性有2s+1=1,3,5,7,9,11和13,Pu_3分子可能的多重性有2s+1=1,3,5,7,9,11,13,15,17和19,Pu_4分子可能的多重性有2s+1=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,和25。这些分子的最低能量随着多重性的增加而降低,Pu_2,Pu_3和Pu_4分子的能量最低的多重性分别是13,19和25。这是和铀的团簇U_n分子类似的,那么这意味着什么呢?这说明对于重元素Pu和U来讲,它们形成的团簇Pu_n分子和U_n分子中的电子宁可平行自旋,这种电子自旋的非平衡性被称为自旋极化效应。对于锕系元素的分子来讲,现在研究的主要聚焦点就是它们的自旋极化效应,重元素化合物的势能函数也是科学工作者的重要关注对象之一。对于过渡元素的自旋极化效应来讲没有人关注,所以我们的目的就是考察过渡元素的所有双原子分子,即第四周期过渡元素的所有双原子分子的自旋极化效应,和第五周期过渡元素的所有双原子分子的结构和自旋极化效应。 应用原子分子反应静力学和群论原理、密度泛函(DFT)的量子力学方


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