HS_2分子的电子态结构和光谱特性

【摘要】：尽管硫是宇宙中最丰富的元素之一,但迄今观测到的星际物质中,硫化物分子的含量却远不如预期的丰富。研究其电子态的光谱特性及在紫外光辐射下的动力学过程,将有助于星际中气相硫化物的观测以及其形成和反应机制的理解,成为近年来备受关注的研究课题之一。2017年研究者在马头星云中首次观察到含二硫键分子HS_2,为硫化学在天体中的应用开辟了新的挑战。但是,对于该分子体系目前实验研究主要集中在基态X~2A〞和第一激发态A~2Aˊ,而理论方面对于更高的电子激发态亦缺乏研究。即使是对于X~2A〞和A~2Aˊ态,不同理论方法获得的光谱常数仍有较大差别。因此,开展深入的高精度计算研究,系统考察不同方法、基组大小及各种电子关联效应等对电子态结构和光谱特性的影响,具有重要意义。我们采用内收缩多参考组态相互作用方法(icMRCI)对HS_2分子13个电子态进行了高水平从头计算研究,系统研究考虑Davidson修正的MRCI方法,不同相关一致基组(aug-cc-pVXZ(X=T, Q, 5)和CBS),以及核价相关、标量相对论等修正效应对HS_2分子电子态的几何结构、振动频率等光谱常数的影响,并且与之前的不同理论计算与实验结果进行了比较。同时还给出了13个电子态沿键角和不同键长的势能曲线,讨论了电子态间的相互作用,为进一步研究紫外波段HS_2的动力学过程提供了理论支持。