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作为碱土金属卤化物的代表,YbX(X=F,Cl,Br,I,At)分子在催化裂化、激光等方面有着重要的应用价值。本文用单双激发耦合簇(UCCSD(T))方法对卤族原子采用含扩散基的aug-cc-pvQz-(pp)基组,对Yb分别采用冻结28个电子的有效核势(ECP28MDF)基组和全电子(WTBS)基组,计算了YbX分子体系基态电子态(X2∑+)和低激发电子态(A2∏)的势能曲线(PECs),确定了平衡几何结构、离解能,并通过Murrell-Sorbie势能函数和最小二乘法拟合得到了体系各个电子态的解析势能函数(APEF)。同时,利用所得的势能曲线,通过MOLCAS程序计算了各电子态的光谱常数,与现有的理论值和实验值进行了比较。通过求解核运动方程得到了每个态的振动能级。
本研究对Yb分别采用ECP28MDF和WTBS基组,应用MOLPRO程序计算了能量点,确定了相应的光谱数据。两种基组所得的光谱数据与现有的实验值吻合得都较好,在综合分析计算量和精确度后我们发现ECP28MDF基组对YbX体系更加适合。通过分子轨道分析讨论了分子的成键特点、分子的HOMO-LUMO能量间隔,说明了单参考组态方法计算这些分子的可靠性。对各个分子的光谱常数进行了详细的对比分析,发现这些分子的结构和特征的一些变化规律。随着卤族元素原子序数的增加,计算得到的YbX体系基态的光谱常数呈现非常有规律的变化。平衡键长越来越大,而其它光谱常数越来越小。对于YbX体系A2∏态,我们在UCCSD(T)/ECP28MDF计算水平上计算了其势能曲线。基于计算所得的曲线,预测了这些激发态的光谱常数和振转能级,与已有的实验值进行了比较。