范德瓦尔斯分子的势能面和红外光谱研究：简正坐标相关

Theoretical study on vibrational and rotational spectra of van der Waals complexes contact between the high-resolution spectroscopy experiments and molecular interactions, and reveal the nature of intermolecular forces. This project combines high-precision quantum chemical calculations and quantum dynamics, considering monomer molecules normal coordinate, establish an effective method to quantitative research with IR spectrum of rare gases and nonlinear molecules van der Waals complexes. In this method, the potential energy surface of a vdw system was obtained using supermolecular method at the Moeller-Plesset perturbation (MP2 or MP4) and CCSD(T) levels with a large basis set containing bond functions. Through calculating of the rovibrational energy levels, the IR spectrum will be obtained. The structure characteristics, infrared band origin shift and spectroscopic constants will be calculate. The research results will be used to explain the nature of experimental vibrational spectra, and are useful for general experiment.

范德瓦尔斯复合物振转光谱的理论研究是联系高分辨的光谱实验与分子间相互作用力的桥梁和纽带,对揭示分子间作用力的本质有重要意义。本项目拟结合高精度量子化学计算方法和量子动力学方法,在考虑单体分子简正坐标的情形下,建立一种有效的方法定量研究稀有气体和非线性分子组成的范德瓦尔斯复合物的红外光谱,重点研究稀有气体原子与非线性分子H2O、D2O和SO2构成的系列范德瓦尔斯复合物的势能面和红外光谱。该方法基于量子化学微扰理论和耦合簇理论以及含键函数的大基组的计算方案以获得范德瓦尔斯分子的势能面；通过对束缚态能级的计算得到体系的红外光谱，计算分子的结构参数、振动谱带频移和光谱常数等信息。研究成果将用来解释实验观测到的振动光谱性质，对实验的研究具有指导意义。

本项目的主要研究目标为：发展包含简正坐标的势能面计算方法，结合高精度量子化学方法和量子动力学方法开发一套适用于考虑单体分子简正坐标情形下计算稀有气体和非线性分子束缚态能级计算程序。并利用该程序计算相关体系，得到体系的分子结构信息和红外光谱。项目组通过三年努力工作，完成了势能面的计算工作，并编写了适用于Rg-线性分子、Rg-非线性分子包含简正坐标的束缚态计算程序。并将该程序成功应用于一些体系的计算，得到了这些体系的红外光谱和分子结构、分子常数等信息。研究成果解释了实验观测到的振动光谱性质，对实验的研究具有指导意义。