Simulation of rotation-vibration spectra of floppy molecules by means of the program TROVE

利用 TROVE 程序模拟软盘分子的旋转振动谱

• 批准号: 194700811
• 负责人: Professor Per Jensen, Ph.D. (†)
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Physikalische und Theoretische Chemie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/194700811?language=en
• 关键词: Simulation; rotation; vibration; spectra; floppy

Die Forschungsarbeiten zielen auf eine präzise Beschreibung der Rotation und Vibration (zusammen mit anderen molekularen Größen) von kleinen Molekülen hin. Insbesondere sollen die Effekte auf den Spektren von Schwingungsbewegungen mit großen Amplituden untersucht und beleuchtet werden. Das vorgeschlagene Zusammenarbeitsprojekt fokussiert auf theoretische Studien der rovibronischen Spektren von relativ kleinen Molekülen, dabei vorzugsweise Moleküle mit Schwingungen großer Amplitude. Es ist eine Erweiterung einer sehr erfolgreichen Zusammenarbeit. Diese frühere Arbeit fand im Rahmen des EU-Forschungsnetzwerkes QUASAAR (Quantitative Spectroscopy for Atmospheric and Astrophysical Research, 2005-2009) statt; ein wesentliches Ergebnis von QUASAAR war das Programmsystem TROVE (Theoretical ROtation Vibration Energies), das, im Prinzip, die Rotations-Schwingungs-Energien eines willkürlichen Moleküls in einem isolierten Elektronenzustand berechnen und die zugehörigen Rotations-Schwingungs-Spektren simulieren kann. Zwei besonders erfolgreiche Anwendungen von TROVE (und vom Vorläuferprogramm XY3) waren (a) Vorhersagen der sechsfachen „Clusters“ von Rotations-Schwingungs-Energien in PH3 und in verwandten XY3-Molekülen und (b) theoretische Untersuchungen der Rotations-Schwingungs-Spektren von HSOH, dabei insbesondere Untersuchungen von den Energieaufspaltungen, die von der Torsionsbewegung herrühren. Die Arbeiten zu PH3 und HSOH basierten teilweise auf ab initio-Berechnungen der Potentialflächen dieser Moleküle, teilweise benutzten sie „effektive“, parameterisierte Modelle. Die HSOH-Arbeiten komplementierten experimentelle Arbeiten, die zur gleichen Zeit an der Universität zu Köln durchgeführt wurden. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projektes planen wir mehrere Erweiterungen des TROVE-Programmsystems; die Erweiterungen zielen darauf, TROVE flexibler zu machen und damit für eine größere Menge von verschiedenen Molekültypen einzusetzen. Die Erweiterungen beinhalten eine korrekte Behandlung von singularen Punkten des Hamiltonoperators, eine Implementation der Permutations-Inversions-Theorie der molekularen Symmetriegruppen für Kugelkreisel, die Beschreibung von Molekülen mit mehreren Großamplitude-Schwingungen sowie die gleichzeitige Behandlung zweier wechselwirkenden Elektronenzustände (d.h. des Zusammenbruches der Born-Oppenheimer-Näherung). Die im vorliegenden Antrag vorgeschlagenen Arbeiten beschäftigen sich hauptsächlich damit, einen theoretischen Hintergrund für die genannten Erweiterungen des TROVE-Programms zu schaffen. Diese Anwendungen zielen in erster Linie darauf, Kataloge von theoretisch vorhergesagten Übergängen („Linienlisten“) zur Benutzung in astrophysikalischen und atmosphärischen Studien zu erzeugen.

Die Forschungsarbeiten zielen auf eine präzise Beschreibung der Rotation und Vibration（zusammen mit anderen molekularen Größen）von kleinen Molekülen hin.因此，在大振幅下，必须考虑到声强对声强的影响，并考虑到韦尔登的影响。这是一个关于相对小分子振动频谱的理论研究的前沿课题，主要研究具有较大振幅的小分子振动。这是一个很好的工作场所。这是在QUASAAR研究领域的首次工作（大气和天体物理研究的定量光谱学，2005-2009）统计; QUASAAR的一个重要成果是程序系统的宝藏（Theoretical Rotation Vibration Energies），das，im Prinzip，Rotations-Schwingungs-Energien eines willkürlichen Moleküls in einem isolierten Elektronenzustand berechnen and die zugehörigen Rotations-Schwingungs-Spektren simulieren kann.两个基于TROVE（和来自XY 3的Vorläuferprogramm）的实验（a）是对PH 3和XY 3分子中旋转-振动-能量的“簇”的初步研究，（B）是对HSOH旋转-振动-频谱的理论研究，主要是对能量和扭转的研究。PH 3和HSOH的基础工作从一开始就考虑到了分子的潜在flächen，考虑到了“有效的”，参数化的模型。HSOH-Arbeiten komplementierten experimentelle Arbeiten，die zur gleichen Zeit an der Universität zu Köln durchgeführt wurden. In Rahmen des Eschericheschlagenen Projektes planen wir mehrere Erweiterungen des TROVE Programmsystems; die Erweiterungen zielen darauf，TROVE flexibler zu machen and damit für eine größere Menge von verbandenen Molekültypen einzusetzen.该方法包括对Hamilton算子奇异点的处理、对Kugelkreisel的分子对称群的置换-反演-理论的实现、对具有较大幅度-振动的分子的描述以及对电子学的快速处理（d.h. des Zusammenbruches der Born-Oppenheimer-Näherung）. Die im vorliegenden Antrag vorgeschlagenen Arbeiten beschäftigen sich hauptsächlich damit，einen theoretischen Hintergrund für die genannten Erweiterungen des TROVE-Programms zu schaffen. Diese Anwendungen zielen in erster Linie darauf，Kataloge von theoretisch vorhergesagten Übergängen（“Linienlisten”）zur Benutzung in astrophysikalischen und atmosphärischen zuerzeugen.