含两种离解极限分子体系的解析势能函数和动力学研究

三原子体系的动力学计算方法已经比较成熟，理论计算研究对相关实验现象的理解、解释程度主要取决于势能面研究进展状况。目前对原子与双原子分子碰撞体系中涉及的单原子处于基态、只有一种离解极限的完全解析表达式势能面已经有很多高质量的工作。但近年来更多研究者的兴趣转向了涉及激发态原子与双原子分子反应碰撞的动力学问题研究。这类问题的共同特点是势能面涉及两种不同的离解极限，已有势能函数形式不能表达这种情况，导致目前报道的这类分子的势能面不能令动力学研究获得满意结果。本项目在分析从头计算势面能特征和函数渐近式特点的基础上，寻找到新的函数表达式，结合已有在较小区域内有效的函数式，构建此类体系的势能函数表达式。将表达式用于典型的体系，依靠高水平从头计算方法、并行计算、插值和非线性拟合技术，构造能够全面反映这些体系分子间相互作用的解析势能函数及能量梯度表达式。并通过动力学计算，对新建势能函数的质量作出评估。

项目研究进展比较顺利，内容基本按照计划书执行，完成了科学研究、人才培养等各项任务，达到了预期目标。. 在分析从头计算势面能特征和函数渐近式特点的基础上，提出了一种能够描述三原子分子反应体系三个不同离解极限的新开关函数表达式。并将其应用到了实验和理论研究均强烈关注的CH2、SH2和NH2等分子反应体系。将新的开关函数结合已有对单一离解极限反应体系有效的AP函数，通过高水平从头计算MRCI/aug-cc-pV5Z获得大量结构的能量，采用非线性最小二乘拟合构建了这些体系的全解析势能函数。等高图显示与其它表达形式的势能面特征一致，测试计算表明本项目构建的全解析式比文献中的插值表达式快100倍以上。用准经典轨线方法作了动力学计算，结果表明大部分情况目前的势能面计算结果与其它势能面相当，部分区域我们的势能面给出的结果更接近实验值。特别是S+H2反应体系的低碰撞能区域，目前势能面的计算结果与实验值符合非常好。这表明本项目构建的全解析势能面不仅可以节约大量的计算时间，准确程度也有改善。可用于更深入的动力学研究之中。构建过程涉及大量高水平从头计算、非线性拟合，经过许多尝试方案才得到满意结果，因而积累了不少研究经验。. 构建了一些单一离解极限体系（NeH2+, He2H+）的全解析势能面，进一步动力学测试计算显示效果令人满意。通过计算一些反应体系的标量和矢量性质，加深了对动力学计算方法的理解。在考察从头计算方法效果的过程中，研究了一些双原子分子的基电子态和低激发电子态的势能曲线和光谱特征。还研究了部分复杂体系的结构和动力学特征，为进一步研究构建复杂体系的势能面作了探索。