相對論電子結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)是四分量Dirac方程,但是由于計算復(fù)雜,在實際應(yīng)用中通常采用二分量或標(biāo)量的準(zhǔn)相對論理論。根據(jù)是否變分處理芯電子,準(zhǔn)相對論理論又分成全電子準(zhǔn)相對論和相對論贗勢（PP）兩個大的分支。其中,近些年發(fā)展的精確二分量（X2C）全電子準(zhǔn)相對論方法可以快速、高效地計算精確導(dǎo)數(shù),因而得到大量關(guān)注。在本文中,我們把X2C、PP兩種最具代表性的準(zhǔn)相對論方法與密度泛函理論相結(jié)合,對一些含有重元素的分子和團簇分別進行理論研究。本文研究的含重元素分子體系是四氰化汞（Hg（CN）₄）,這是X2C快速求導(dǎo)算法首次被用于計算振動頻率和預(yù)測化學(xué)反應(yīng)。分別用X2C和PP結(jié)合PBE0泛函計算了Hg（CN）₄的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和化學(xué)分解反應(yīng),并對其穩(wěn)定性進行預(yù)測。研究發(fā)現(xiàn),Hg（CN）₄分子為平面結(jié)構(gòu),對稱性為D_4h,其Hg-C之間以極性共價單鍵相連,C-N之間以共價三鍵相連,Hg（CN）₄分子中Hg的氧化態(tài)為+4。計算結(jié)果還表明Hg（CN）₄是一個動力學(xué)穩(wěn)定的分子,可能在1... 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

Hg(CN)4的分子結(jié)構(gòu)

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文22圖3.2Hg(CN)4電子密度分布和鍵臨界點（用藍(lán)點表示）。圖3.4Hg(CN)4的ELF分布圖。圖3.3Hg(CN)4能量密度分布和鍵臨界點（用藍(lán)點表示），負(fù)能量密度等高線用虛線表示。圖3.5Hg(CN)4的LOL分布圖。我們對Hg(CN)4分子在Hg-C鍵臨界點進行拓?fù)浞治觯?.4列出了一些Hg-C鍵臨界點的拓?fù)浞治鰯?shù)據(jù)，其中得到的PP結(jié)果與sf-X2C、X2C結(jié)果相近，我們只討論X2C的結(jié)果。Hg原子到Hg-C鍵臨界點的距離為1.119，與Hg-C鍵長1.971相比，說明BCP更偏向碳原子（見圖3.2）；Hg-C鍵臨界點的電子密度（ρb）為0.141a.u.，說明Hg、C原子之間存在可觀的電子分布，很可能形成了共價鍵。Hg-C鍵臨界點電子密度拉普拉斯值▽2ρb為0.084a.u.，按照早期的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)不屬于共價鍵，因為只有負(fù)拉普拉斯值才對應(yīng)共價鍵，但最近幾十年的種種研究表明這個標(biāo)準(zhǔn)只對輕元素之間不具有強

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文22圖3.2Hg(CN)4電子密度分布和鍵臨界點（用藍(lán)點表示）。圖3.4Hg(CN)4的ELF分布圖。圖3.3Hg(CN)4能量密度分布和鍵臨界點（用藍(lán)點表示），負(fù)能量密度等高線用虛線表示。圖3.5Hg(CN)4的LOL分布圖。我們對Hg(CN)4分子在Hg-C鍵臨界點進行拓?fù)浞治�，�?.4列出了一些Hg-C鍵臨界點的拓?fù)浞治鰯?shù)據(jù)，其中得到的PP結(jié)果與sf-X2C、X2C結(jié)果相近，我們只討論X2C的結(jié)果。Hg原子到Hg-C鍵臨界點的距離為1.119，與Hg-C鍵長1.971相比，說明BCP更偏向碳原子（見圖3.2）；Hg-C鍵臨界點的電子密度（ρb）為0.141a.u.，說明Hg、C原子之間存在可觀的電子分布，很可能形成了共價鍵。Hg-C鍵臨界點電子密度拉普拉斯值▽2ρb為0.084a.u.，按照早期的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)不屬于共價鍵，因為只有負(fù)拉普拉斯值才對應(yīng)共價鍵，但最近幾十年的種種研究表明這個標(biāo)準(zhǔn)只對輕元素之間不具有強


本文編號：3462630