Spherically symmetric density and potential of a hydrogen molecule

在玻恩-奥本海默近似成立90周年之际μ介子化氢分子的结合

Binding of muonated hydrogen molecules on the occasionof the Born-Oppenheimer approximation 90th anniversary

本文讨论了四个带单位电荷的费米子粒子的稳定性，其中两个带正电荷，两个带负电荷。除了使用最简单的近似每个粒子的一个高斯轨道，这个问题是完全解决变分，通过改变质量来模拟分子双氢，单μ子双氢和双μ子双氢，用来说明著名的玻恩-奥本海默近似在其90周年之际。建议它仅对二氢有效。

氢分子离子的应力张量

Stress Tensor of the Hydrogen Molecular Ion

本文用精确的波函数研究了氢分子离子H_2^+基态（sigma_g 1s）和第一激发态（sigma_u^* 1s）的电子应力张量。其最大本征值和相应的本征向量的映射被示出与化学键的性质密切相关。对于基态，我们也给出了相互作用能量密度的空间分布，以描述分子稳定化和失稳发生的部分。

氢分子NMR谱的氘和氚磁矩

Deuteron and triton magnetic moments from NMR spectra of the hydrogen molecule

本文提出了有限核质量效应下的磁屏蔽理论和计算方法，并利用已知的HD和HT分子的核磁共振谱确定了氘和氚的磁矩。结果$μ_d = 0.857\,438\,234\,6(53)\;μ_N$和$μ_t = 2.978\,962\,471(10)\;μ_N$更准确，与目前接受的值吻合良好。

Nonrelativistic energy of tritium-containing hydrogen molecule isotopologues

The nonrelativistic energy of low lying rovibrational levels of HT, DT, and \T\ is determined to an absolute accuracy of $10^{-7}-10^{-8}$ cm$^{-1}$ using the variational method with the four-body nonadiabatic James-Coolidge functions. The new results increase the accuracy of the nonrelativistic component of the energy levels by several orders of magnitude. As a consequence, the total transition energies are improved by at least an order of magnitude.

外消旋过氧化氢分子的光致旋光

Photoinduced optical rotation in a racemic mixture of hydrogen peroxide molecules

分析了在手性分子的对映异构体的外消旋混合物中诱导所需手性符号的问题。例如，考虑过氧化氢（H2 O2）分子的左旋和右旋对映异构体的外消旋混合物（蒸气）。结果表明，双谐波拉曼激发分裂由于左-右转换内旋转水平可以有效地用于诱导光学活性在最初的外消旋蒸汽的H2 O2分子。讨论了研究这种光致旋光的实验。

氢分子的非绝热转动态

Nonadiabatic rotational states of the hydrogen molecule

我们提出了一种新的计算方法，用于确定四粒子系统，如H $_2$，HD和HeH $^+$使用显式相关指数基函数和解析积分公式的能级。在求解薛定谔方程时，没有引入原子核和电子自由度的绝热分离。我们提供的旋转和电子角动量之间的耦合公式，使任意旋转激发能级的计算。为了说明该方法的高数值效率，我们提出了各种状态的氢分子的结果。我们确定非相对论能量的相对精度达到了$10^{-12}$ - $10^{-13}$的水平，这对应于$10^{-7}$ - $10^{-8}$ cm $^{-1}$的不确定度。

氢原子和分子离子的库仑振荡

Coulomb oscillation in the hydrogen atom and molecule ion

通过H原子核的电子的半经典振荡产生l=0量子态的精确能量和正确的轨道角动量。类似地，通过H2+的核的电子振荡解释了具有接近量子力学解的能量的稳定分子离子。这个微小的差异是由于忽略了电子的波动性质而产生的。

强场效应在氢分子在银纳米壳上的光诱导解离中的影响

Strong-field effects in the photo-induced dissociation of the hydrogen molecule on a silver nanoshell

本研究探讨了强场效应在氢分子在银纳米壳上光诱导解离中的作用，揭示了多光子吸收和电离是解离机制。

（自）电离光谱的多参考协议：在分子中的应用

Multi-reference protocol for (auto)ionization spectra: application to molecules

本文介绍了球平均连续介质模型在分子光电子谱和共振俄歇电子谱计算中的应用。在该模型中，连续波函数通过求解球平均分子势的径向薛定谔方程而以数值有效的方式获得。不同的近似俄歇跃迁矩阵元素，特别是一个中心的近似进行了彻底的测试对CH $_4$，O $_2$，NO $_2$，和嘧啶分子的实验数据。在一般情况下，这种方法似乎估计的形状的光电子和自电离光谱以及总俄歇衰减率与合理的精度，允许解释实验结果。

羟基苯基取代卟啉自组装吸附层结构中氢键和分子-基质相互作用的影响

Interplay of hydrogen bonding and molecule-substrate interaction in self-assembled adlayer structures of a hydroxyphenyl-substituted porphyrin

通过扫描隧道显微镜研究了氢键有机纳米结构的形成以及衬底晶格的作用。5，10，15，20-四（对羟基苯基）卟啉（H2 THPP）分子在Au（111）表面的自组装导致了两种分子排列。其中之一的特征在于羟基之间的成对氢键和低堆积密度，这使得结构中的单个分子能够旋转。一个不同的相互作用与更强的链状氢键和额外的相互作用的苯基观察到的第二种结构。H2 THPP在Ag（110）衬底上的吸附证明了衬底对外延行为的影响。在Ag（110）上形成分子链，并组装成二维的不同尺寸的紧密堆积块的周期性排列，类似于Au（111）上发现的第二类超分子有序。色散校正的密度泛函理论计算被用来理解这些分子的吸附和复杂的外延。结果表明，鞍形形变分子的方位角取向不仅对分子间相互作用，而且对分子-基底相互作用都起着重要的作用。

过氧化氢分子对离子束治疗癌细胞过程中DNA特异性识别位点的阻断作用

Blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules in the process of ion beam therapy of cancer cells

在离子束治疗方法中照射癌细胞后，细胞培养基中过氧化氢的浓度显著增加。但过氧化氢分子在癌症治疗中的作用尚未确定。我们假设过氧化物分子与DNA原子团的相互作用可以阻断癌细胞的遗传信息并导致其中和。为了了解细胞中DNA失活的可能性，在本研究中，考虑了过氧化氢分子与DNA特异性识别位点（核酸碱基）形成复合物。采用原子-原子势函数方法和量子化学方法，基于密度泛函理论，研究了过氧化物和水分子与碱基配合物的空间构型和能量最小值.确定了过氧化氢分子与核酸碱基相互作用的最可能位置，并显示了阻断遗传信息传递过程的可能性。所获得的数据使我们能够制定一个新的机制的离子照射作用于活细胞，这可能是有用的癌症治疗。

电解质水溶液表面Na ~+、K ~+与氢键水分子特异性相互作用的光谱证据

Spectroscopic Evidence for the Specific Na+ and K+ Interactions with the Hydrogen-bonded Water Molecules at the Electrolyte Aqueous Solution Surfaces

水分子在NaF和KF水溶液表面的和频振动光谱显示出明显不同的光谱特征和不同的浓度依赖性。这一结果是第一次直接观察到的简单的碱金属阳离子，这被认为是从水的表面耗尽，在电解质溶液表面的水分子的氢键结构的阳离子效应。这些观测结果为理解气/水界面离子的基本现象提供了重要线索。

氢分子的范德华相互作用--一个精确的局域能量密度泛函

The Van der Waals interaction of the hydrogen molecule - an exact local energy density functional

我们证明了氢分子的范德华相互作用和所有色散相互作用由W”= -{A/R^6}-{B/R^8}-{C/R^10}-.给出，其中R是核间距，都是完全可溶的。常数A=6.4990267...，B=124.3990835 ...而C=1135.2140398... (in Hartree单位）首先由Pauling和Beach（PB）[1]使用线性变分方法近似获得，可以证明通过我们的精确解可以获得任何所需的精度。此外，我们将表明，一个本地能量密度功能可以得到，其变分解决rederived这个问题的精确解。这明确地表明，一个静态的局部密度泛函理论存在于这个系统。最后，我们的评论推广到其他氢系统的方法，也氦。

Born-Oppenheimer potentials for $Π$, $Δ$, and $Φ$ states of the hydrogen molecule

We report on accurate variational calculations of the Born-Oppenheimer potential for excited states of the hydrogen molecule with $Π$, $Δ$, and $Φ$ symmetries. The obtained potential energy curves reach the relative precision of $10^{-9}$ or better along internuclear distances of 0.01 -- 20 au. Calculations rely on recursive evaluation of two-center two-electron molecular integrals with exponential functions in arbitrary precision arithmetics. Our results for most of the states are the first ever reported, and for the previously calculated states constitute an improvement by several orders of …

氢分子Hartree-Fock波函数中的量子相变

Quantum phase transition in the Hartree-Fock wave function of the hydrogen molecule

用二维全数值网格计算方法，在较宽的核间距R范围内，得到了氢分子基态的Hartree-Fock方程的精确解.发现R \infty的单电子波函数的空间部分是一致<2.30a.u. At larger distances they become different and as R->的，它们中的每一个都采取对应于单独原子的形式。这种量子相变发生在R=2.30a.u.给出了分子中电子的离域行为和它们在单独原子上的分布之间的自然边界。这种现象也可以被认为是单分子水平上维格纳结晶或莫特跃迁的模拟。

水和小分子中氢键的表征

Hydrogen bonding characterization in water and small molecules

基于密度泛函理论，采用第一性原理计算研究了水二聚体中的氢键，质子化水二聚体中的氢键，其他小分子中的氢键，水环团簇中的氢键，以及冰中的氢键，涵盖了很宽的键强度范围.我们计算结构，能量，和静电（诱导分子偶极矩）属性。特别是，氢键的特点是在微分电子密度分布和配置文件，以及最大本地化的Wannier函数的中心的移位。来自后一个量的信息可以被传递到一个单一的几何键参数中，该几何键参数似乎与迈耶键序参量相关，并且可以被视为对氢键的共价贡献的估计。通过考虑环状水六聚体和冰的六方相，我们还阐明了氢键形成中合作/反合作效应的重要性。

Interaction of hydrogen peroxide molecules with non-specific DNA recognition sites

Ion beam therapy is one of the most progressive methods in cancer treatment. Studies of the water radiolysis process show that the most long-living species that occur in the medium of a biological cell under the action of ionizing irradiation are hydrogen peroxide (H$_2$O$_2$) molecules. But the role of H$_2$O$_2$ molecules in the DNA deactivation of cancer cells in ion beam therapy has not been determined yet. In the present paper, the competitive interaction of hydrogen peroxide and water molecules with atomic groups of non-specific DNA recognition sites (phosphate groups PO$_4$) is investig…

分子和氢键复合物的非经验密度泛函性质

Performance of a Nonempirical Density Functional on Molecules and Hydrogen-Bonded Complexes

最近，Tao和Mo（TM）基于模型交换关联空穴导出了一个亚广义梯度近似泛函。在这项工作中，该功能的性能进行评估的标准测试集，使用6-311++G（3df，3 pd）基组。这些测试集包括223个G3/99形成的势能、99个原子化能、76个势垒高度、58个电子亲合能、8个质子亲合能、96个键长、82个谐波振动频率、10个氢键分子复合物和22个原子激发能。我们的计算表明，TM功能可以实现高精度的大多数性能考虑，相对于LSDA，PBE，和TPSS泛函。特别是，它产生的质子亲和力，谐波振动频率，氢键离解能和键长，原子激发能的最佳精度。

用原子和分子氢低能辐照形成C $_{18}$ H和C $_{18}$ H $_2$分子

Formation of C$_{18}$H and C$_{18}$H$_2$ molecules by low energy irradiation with atomic and molecular hydrogen

我们研究了C $_{18}$ H和C $_{18}$ H $_2$的形成，通过在0.5-25 eV的范围内用原子和分子氢照射环[ $18$ ]碳分子。我们利用密度泛函紧束缚方法进行分子动力学模拟，模拟碳环与原子或分子氢碰撞时的相互作用。从我们的研究结果，形成的C $_{18}$ H分子很可能发生在照射H原子在$E < 10$ eV和H $_2$分子在$2 < E < 15$ eV的质心能量。仅在$E = 2$ eV附近观察到C $_{18}$ H $_2$分子的形成。结果表明，氢原子比氢分子更容易吸收。因此，我们发现对于具有$E < 5$ eV的原子射弹，物理吸收的几率可达80%，而对于分子射弹，物理吸收的几率仅为10%.我们的分析表明，由于氢键的碳环的变形产生从$sp$到$sp^2$杂化的转变。在所得环中靠近H键的位置处的碳原子之间的角度不是120 $^o$，而是110 $^o$度。未观察到C $_{18}$环的分子断裂。

氢分子同位素异形体中的电子-原子核 Araki-Sucher 修正

Electron-nucleus Araki-Sucher correction in the hydrogen molecule isotopologues

本文计算了氢分子及其同位素异形体振转能级中电子-原子核 Araki-Sucher 量子电动力学修正，表明其贡献约为十分之几兆赫兹，对实现亚兆赫兹精度的理论与实验一致至关重要。

氢分子振转能级的非绝热微扰理论

Rovibrational energy levels of the hydrogen molecule through nonadiabatic perturbation theory

本文从理论上精确地测定了氢分子及其同位素在电子基态的振转能级。我们认为所有显着的修正玻恩-奥本海默近似，在非绝热微扰理论，包括混合nonadiabatic相对论效应。在领先的$α^5\,m$和次领先的$α^6\,m$订单，以及有限的核尺寸效应的量子电动力学修正，也被考虑在内，但在玻恩-奥本海默近似。最终结果的转振能级之间的过渡波长达到$10^{-3}$- $10^{-7}$ cm $^{-1}$的顺序的精度，并提供了简单的使用计算机代码。

氢原子价态振动频移的本质

Nature of the Frequency Shift of Hydrogen Valence Vibrations

本文研究了水分子中氢原子价态振动由于与邻近分子相互作用而发生频移的物理本质。与分子多极矩有关的静电力被认为对分子间相互作用起主要作用。在两个相邻分子形成二聚体的情况下计算频移。所得到的结果是在定性协议与观察到的水蒸气，六角冰，和液态水，以及醇的水溶液的频率偏移。这一事实证明了氢键的静电性质，氢键用于描述水分子间相互作用的具体特征和后者的宏观性质。

Highly accurate potential energy curves for the hydrogen molecule ion

Potential energy surfaces of the hydrogen molecular ion H$_2^+$ in the Born-Oppenheimer approximation are computed by means of the Riccati-Padé method (RPM). The convergence properties of the method are analyzed for different states. The equilibrium internuclear distance, as well as the corresponding electronic plus nuclear energy, and the associated separation constants, are computed to 40 digits of accuracy for several bound states. For the ground state the same parameters are computed with more than 100 digits of accuracy. Additional benchmark values of the electronic energy at different in…

γ-U（100）表面s-d电子相互作用诱导的H2解离及铌掺杂的影响

s-d Electronic interactions induced H2 dissociation on the γ-U(100) surface and influences of niobium doping

用密度泛函理论方法系统地研究了氢分子在γ-U（100）面上的解离.通过势能面计算，发现氢分子在清洁的γ-U（100）表面上可以无势垒解离。经过仔细的电子学分析，发现氢和铀的d电子态之间的电荷转移导致了解离，这与氢分子在其它锕系金属表面上的解离有很大不同。考虑到3d过渡金属原子的掺杂可以稳定U的α相，我们还研究了Nb掺杂对氢解离过程的影响。我们发现Nb的3d电子态也参与了与H的s电子态的杂化，导致了H分子在掺杂U表面也发生了解离，没有任何能垒。此外，自由电子能量降低更快地接近掺杂的U表面的氢分子。

绝对标准氢电极电势与原子、分子的氧化还原电势：机器学习辅助的第一性原理计算

Absolute standard hydrogen electrode potential and redox potentials of atoms and molecules: machine learning aided first principles calculations

本研究针对第一性原理难以准确预测电极电势的问题，结合机器学习力场、Δ-机器学习模型与热力学方法实现相空间采样，用含25%精确交换的杂化泛函准确预测绝对标准氢电极电势及7类氧化还原电对的电势，平均误差仅80 mV。

星际复杂有机分子的氢转移反应

Hydrogen transfer reactions of interstellar Complex Organic Molecules

在恒星形成的早期阶段，自由基重组被认为是导致富含CO的冰中形成复杂有机分子（COMs）的原因。然后，这些COM可以经历氢加成和提取反应，导致更高或更低的饱和度。在这里，我们已经研究了14个分子乙二醛，乙醇醛，乙二醇，甲酸甲酯和另外三个反应，其中涉及\ce{CH_nO}片段的氢转移反应。只有当在低温下的描述中调用隧道效应时，越势垒反应才是可能的。因此，所研究的反应的速率常数计算使用瞬子理论，考虑到量子效应固有的。反应的特点是在气相中，但这是由于CO分子的反应景观的最小改变预计将产生有意义的结果，CO丰富的冰。我们发现，速率常数不应该外推的基础上的高度的障碍，因为障碍的形状起着越来越大的作用，在降低温度。仅仅考虑反应类型是不可能预测速率常数的，特定的反应物和官能团起着至关重要的作用。然而，在单个分子中，从醛基上夺取氢似乎总是比氢加到同一个碳原子上更快。涉及重原子隧穿的反应，例如，断裂或形成C-C或C-O键的速率常数比涉及H转移的速率常数低得多。

氢分子离子的路径积分蒙特卡罗方法

Hydrogen molecule ion: Path integral Monte Carlo approach

采用路径积分蒙特卡罗方法研究了氢分子离子中电子与原子核的耦合量子动力学。通过比较绝热Born-Oppenheimer近似和非绝热Born-Oppenheimer近似的耦合效应，考察了绝热Born-Oppenheimer近似下三体动力学的投影，验证了耦合效应的存在。电子和核量子动力学的耦合是清楚可见的。核对关联函数加宽了0.040 a_0，平均键长增大了0.056 a_0。此外，还发现了对结合能的非绝热修正，电子分布受影响较小，因此，我们可以说绝热近似对电子比对核更好。

氢分子与含卤素双原子相互作用的从头计算：球谐表象和分子间势的表征

Interactions of Hydrogen Molecules with Halogen-Containing Diatomics from Ab Initio Calculations: Spherical-Harmonics Representation and Characterization of the Intermolecular Potentials

对于典型的双原子分子-分子相互作用H2-HX和H2-X2（其中X = F，Cl，Br），量子化学从头计算在构型空间的网格上进行，这允许势能面（PES）的球谐表示.二聚体的几何形状被认为是一组代表性的领先的配置，和PES分析各向同性和各向异性的贡献。通过选择一组最小的相互取向的分子需要建立球谐展开的几何和对称的理由个性化的领先的配置。的PES对应于排斥和键合二聚体的几何形状和平均各向同性项的条款，为每对相互作用的分子，进行比较与Pirani等人提出的潜在功能方面的表示（见化学物理快报。2004，394，37 - 44和其中的参考文献）。所涉及的参数与分子性质的连接提供了对相互作用性质的深入了解。

氢分子在磁场中的激发态：平行组态的单重态

Excited states of the hydrogen molecule in magnetic fields: The singlet Sigma states of the parallel configuration

本文研究了在均匀磁场作用下氢分子平行组态的激发态，磁场强度B=0- 100 a. u.高达七个激发研究gerade以及ungerade自旋单重态的Sigma对称性与高精度。详细讨论了随着场强的增加，以及光谱的整体行为的各个状态的势能曲线的演变。遇到了各种现象，例如激发态的解离通道的变化序列和由此产生的外阱的形成。所得数据在磁白矮星分析中的可能应用

手性分子光电子圆二色性的倾向规则I：手性氢

Propensity rules in photoelectron circular dichroism in chiral molecules I: Chiral hydrogen

光电子圆二色性是由圆偏振光单光子电离手性分子而产生的，并且其自身表现为在正交于光偏振平面的方向上的电子发射的前后不对称性。不对称电子射出的物理机制是什么？“哪条路”的信息如何在手性分子中积累并映射成前后不对称性？我们介绍了束缚手征波函数的情况下，从静态叠加态的氢原子，并使用它们来表明，在单光子电离的定向分子系综的手征响应起源于两个倾向规则：（i）电离的敏感性，在偏振平面的电子旋转的意义。(ii)电离对垂直于极化平面的电荷位移或稳定电流方向的灵敏度。在配套文件中，我们展示了如何在这里提出的想法是一个更广泛的图片有效的所有手性分子和任意程度的分子排列的一部分。

磁场作用下氢分子及其分子离子基态的变分Monte Carlo方法

Ground States of the Hydrogen Molecule and Its Molecular Ion in the Presence of Magnetic Field Using the Variational Monte Carlo Method

本文用变分Monte Carlo（VMC）方法计算了在0 a.u.和10 a.u.本计算是基于使用两种类型的紧凑和准确的试探波函数，这是提出考虑在计算能量的情况下，磁场。所获得的结果与最近的准确值进行比较。我们的结论是，VMC方法的应用可以成功地扩展到分子在磁场作用下的情况。

通过MC-QTAIM分析解读氢的奇异同位素的"化学"性质：带正电荷的μ子和μ子氦作为周期表的新成员

Deciphering the "chemical" nature of the exotic isotopes of Hydrogen by the MC-QTAIM analysis: The positively charged Muon and the Muonic Helium as new members of the Periodic Table

本文对一些含有正电荷μ子和μ子氦的外来物种的化学性质进行了初步的研究，利用新近发展起来的分子中原子的多组分量子理论（MC-QTAIM）分析方法，采用从头算非玻恩-奥本海默波函数，对氢的奇异同位素--带负电荷的μ介子加氦核进行了研究。因此，对最近实验检测到的氢分子的各种不对称外来同位素异构体进行的"分子中的原子"分析[Science 331，448（2011）]表明，两种外来同位素都能够在分子中形成原子并保持氢原子的身份。从含μ介子氦原子盆的各种性质可以确定，除了寿命短外，它是氢的重同位素，而含正电荷μ介子的原子盆的性质与正统氢原子盆的性质相差甚远，能提供可观的电子和大的电荷极化;然而，在一定程度上，它们也可以被归类为氢盆地，尽管电负性较小。总而言之，本研究也清楚地表明，MC-QTAIM分析是一种有效的方法来破译含有外来成分的物种的化学性质，很难阐明的实验和/或替代的理论方案。

分子结中金-硫醇和金-硫醇盐界面的非弹性调谐光谱：氢的作用

Inelastic Tunneling Spectroscopy of Gold-Thiol and Gold-Thiolate Interfaces in Molecular Junctions: The Role of Hydrogen

人们普遍认为，当具有硫醇（S-H）端基的分子桥接一对金电极时，S原子键合到金上，硫醇H原子从分子上脱离。然而，很少有人知道这个过程的细节，它的时间尺度，以及是否有和没有硫醇氢原子的分子可以共存于分子结。在这里，我们从理论上探讨如何非弹性隧穿光谱（IETS）可以揭示这些问题。我们目前的几何形状，低偏压电导和IETS的丙二硫醇和丙二硫醇分子结与金电极的计算。我们表明，IETS可以区分没有，一个或两个硫醇氢原子的分子之间的结。我们发现，在大多数情况下，在Hihath等人的IETS实验中的单分子结[Nano Lett. 8，1673（2008）]没有硫醇H原子，但是具有单个硫醇H原子的分子可能偶尔桥接它们的连接点。我们还考虑了IETS光谱的演变，作为一个黄金STM尖端接近完整的S-H基团在其另一端绑定到第二个电极的分子的末端。我们预测的硫醇H原子的振动模式的频率增加的一个因素\sim 2的尖端和分子之间的间隙变窄。因此，IETS应该能够跟踪尖端朝向分子的硫醇基团的接近，并且在发生硫醇H原子从分子脱离时检测硫醇H原子。

同时光子吸收作为液体中分子相互作用和氢键关联的探针

Simultaneous photon absorption as a probe of molecular interaction and hydrogen-bond correlation in liquids

我们研究了液体甲醇中相邻分子对近红外光子的同时吸收。两个OH-伸缩模式的同时吸收被发现发生在一个能量高于两个吸收模式的总和。该频移由模式之间的相互作用引起，并且其值已被用于确定相邻甲醇分子之间的平均耦合。我们发现的均方根耦合强度为46+/-1 cm-1，远远大于可以解释的过渡偶极耦合，这表明氢键介导的相邻分子之间的相互作用在液体甲醇中发挥了重要作用。同时振动吸收的最重要的方面是，它允许定量调查的氢键协同。我们推导出在何种程度上的氢键强度的相邻分子的相关性通过比较线的形状的吸收带所造成的同时吸收的基本过渡。令人惊讶的是，发现甲醇中相邻的氢键具有很强的相关性，从数据中我们获得了0.69+/-0.12的氢键相关系数。

磁场中的氢分子：平行位形Sigma流形的基态

The hydrogen molecule in magnetic fields: The ground states of the Sigma manifold of the parallel configuration

研究了平行构型氢分子的电子结构。本文研究了σ流形的基态，包括从B = 0到B = 100 a. u的宽场强范围内的ungerade和gerade宇称以及单重态和三重态。可以观察到各种有趣的现象。对于^1 Sigma_g态，我们发现随着磁场强度的增加，平衡距离单调减小，同时离解能增加。结果表明，^3 π_g态发展出一个额外的极小值，在无场空间中没有对应的极小值。^1 π_u态的离解能随着最小核间距的先增大后减小而单调增加。对于这种状态，当磁场强度B大于20 a. u时，解离通道为H_2 → H^- + H^+。这是由于在强磁场中存在强束缚H^-态。当磁场强度小于1.0 a. u时，排斥^3 π_u态具有非常浅的范德华极小值。在我们计算的数值精度范围内。在大于0.2 a. u的磁场B中，^1 π_g态和^3 π_u态作为B的函数交叉，而作为未束缚态的^3 π_u态成为氢分子的基态。这对于在白矮星附近存在氢分子是特别有意义的。在超强场中，基态又是一个强束缚态，即^3Π_u态。

CO2笼形水合物分解过程中氢键网络的转变

Transformation of hydrogen bond network during the CO2 clathrate hydrate dissociation

本文研究了不同空穴占有率下二氧化碳CS-I水合物固-液一级相变-熔化的动力学过程。这项工作是在研究水分子局部结构的框架内完成的。其中包括在接近熔点的温度下短程有序随时间的变化以及与六方冰结构的比较。用分子动力学方法研究了体系的内能随加热时间的变化规律，发现在275-300 K范围内能的跃变表明发生了相变。氧-氧径向分布和氢-氧-氧相互取向角的研究在不超过3.2埃分离的分子之间允许找到所有分子的H-键配位数和全部H-键数，并显示所有分子的短程有序的瞬时（小于1纳秒）重组。对相邻水分子对的结构分析表明，熔融后氢键数目减少了约10-15个数量级，但所有水分子都形成了单一的长程氢键网络。氢键网络分析表明，在固液相变时氢键相互作用能变化不大。

氢分子的电子结构：经典计算与量子计算的教程练习

The Electronic Structure of the Hydrogen Molecule: A Tutorial Exercise in Classical and Quantum Computation

本文以氢分子为教学案例，串联经典 Hartree–Fock 分子积分计算与基于二次量子化、量子比特映射及 QPE 的 Trotterization、qubitization 量子算法。

碳原子与氢分子的超低温反应

Ultra-Low-Temperature Reactions of Carbon Atoms with Hydrogen Molecules

在$T$ = 0.37 K的液氦液滴中研究了碳原子与氢的反应。应用量热技术监测反应中释放的能量。探测到了单个碳原子和单个氢分子之间的无势垒反应。氢原子团簇与碳原子之间的反应已被高分辨质谱研究。观察到C型$_m$ H $_n^+$的烃阳离子的形成，其中$m$ = 1-4和$n$ = 1-15。随着二氢浓度的增加，质谱显示出归属于CH $_5^+$阳离子的主要“魔术”峰。这种阳离子的简单形成途径和高稳定性表明它在星际介质中的丰度很高。

填充冰氢水合物的第一性原理分子动力学研究

First principles molecular dynamics study of filled ice hydrogen hydrate

采用第一性原理分子动力学模拟研究了氢氧化物在冰相C2中的结构变化、相图和振动性质。结果发现，实验报告的“立方”结构是不稳定的，在低温和/或高压。“立方”结构反映了在高温（室温）下的对称性，其中氢键网络是无序的，并且氢分子由于热旋转而取向无序。从这个意义上说，“立方”对称性在低温下肯定会降低，在低温下，氢键网络和氢分子预计是有序的。在室温和30 GPa以下，热效应在稳定“立方”对称结构中起着至关重要的作用。在60 GPa以上，骨架中的氢键对称化，氢键有序-无序转变消失。这些结果也表明了其他填充冰水合物的相行为。对于稀有气体水合物，由于客体分子在任何温度下都保持球对称性，因此不存在客体分子的转动-非转动转变。相反，甲烷水合物MH-III由于客体分子的较低对称性而显示复杂的转变。这些结果将鼓励进一步的实验研究，特别是NMR光谱和中子散射，在高压和/或低温下填充冰水合物的阶段。

Benchmark Calculations of Electron Impact Electronic Excitation of the Hydrogen Molecule

We present benchmark integrated and differential cross-sections for electron collisions with H$_2$ using two different theoretical approaches, namely, the R-matrix and molecular convergent close-coupling (MCCC). This is similar to comparative studies conducted on electron-atom collisions for H, He and Mg. Electron impact excitation to the $b \ ^3Σ_u^+$, $a \ ^3Σ_g^+$, $B \ ^1Σ_u^+$, $c \ ^3Π_u$, $EF \ ^1Σ_g^+$, $C \ ^1Π_u$, $e \ ^3Σ_u^+$, $h \ ^3Σ_g^+$, $B' \ ^1Σ_u^+$ and $d \ ^3Π_u$ excited electronic states are considered. Calculations are presented in both the fixed nuclei and adiabatic nuc…

胆固醇在不同温度下对脂质双层体系中水分子氢键动力学的影响

Influence of cholesterol on hydrogen-bond dynamics of water molecules in lipid-bilayer systems at varying temperatures

本文通过分子动力学模拟研究胆固醇在不同温度下对DPPC和PSM脂质双层膜中水分子氢键动力学的影响，发现胆固醇在凝胶相显著延长DPPC氢键寿命，而在液晶相影响甚微，揭示了膜界面水动力学的调控机制。

多块胶体和球对称吸引胶体自组装混合物的热力学微扰理论

Thermodynamic perturbation theory for self assembling mixtures of multi - patch colloids and colloids with spherically symmetric attractions

本文推广了我们以前的理论[B. D.马歇尔和W.G. Chapman，J.Chem.Phys.139，104904（2013）]对于单个斑块胶体（p胶体）和具有球对称吸引力的胶体（s胶体）的混合物，可以是p胶体可以具有多个斑块的情况。然后，该理论被应用到的情况下，一个二元混合物的双功能的p胶体有一个A和B型补丁和s胶体不被吸引到其他的s胶体，并吸引到只有补丁A的p胶体。这种混合物可逆地自组装成胶体星形分子，其中s胶体是关节段，p胶体形成臂，以及仅由p胶体组成的自由链。它示出，温度，密度，组合物和相对吸引力的强度都可以被改变，以操纵每个胶体星形分子的臂数，平均臂长和链的分数（自由链+臂），这是星形臂。

与中性氢的各向同性碰撞对太阳 CN 分子偏振的影响

Effect of the isotropic collisions with neutral hydrogen on the polarization of the CN solar molecule

本文通过计算 CN 分子与中性氢碰撞的势能面和去偏振速率系数，揭示了在太阳光球层典型氢密度下，CN 的 X²Σ 态散射偏振会被各向同性碰撞部分或完全消除。

Hydrogen molecule spectrum by many-body GW and Bethe-Salpeter equation

We check the ab initio GW approximation and Bethe-Salpeter equation (BSE) many-body methodology against the exact solution benchmark of the hydrogen molecule H$_2$ ground state and excitation spectrum, and in comparison with the configuration interaction (CI) and time-dependent Hartree-Fock methods. The comparison is made on all the states we could unambiguously identify from the excitonic wave functions' symmetry. At the equilibrium distance $R = 1.4 \, a_0$, the GW+BSE energy levels are in good agreement with the exact results, with an accuracy of 0.1~0.2 eV. GW+BSE potential-energy curves a…

氢分子在非金属表面的核极化

Nuclear Polarization of Molecular Hydrogen Recombined on a Non-metallic Surface

利用正电子-质子深度非弹性散射中的纵向双自旋不对称性，测量了核极化H原子在硅基聚合物表面复合形成的$\mathrm{H}_2$分子的核极化.发现这些分子具有实质性的核极化，这是初始极化的原子在被吸收到这种类型的表面上时保持其核极化的证据

北冕座R星拱壳层中的C60分子能被探测到吗？

Are C60 molecules detectable in circumstellar shells of R Coronae Borealis stars?

北冕座R星（RCB）周围气体的贫氢、富氦和富碳特征被认为是C60分子形成的场所。这一建议不支持的观测报告显示，红外线转换的C60是没有看到在一个大样本的RCB星观察与红外光谱仪上的斯皮策太空望远镜。然而，在DY Cen和可能的V854 Cen的光谱中，可以看到红外C60跃迁，并与PAH特征混合，这两颗RCB星的氢缺乏程度最低（氢缺乏程度仅为~10-100）。推测C60（和多环芳烃）在中度缺氢拱信封可能是由氢化的无定形碳的分解，但富勒烯的形成是低效的，在高度缺氢的环境中的大多数RCBs。

强Laser脉冲中氢分子单、双电离的精确计算

Precise Calculation of Single and Double Ionization of Hydrogen Molecule in Intense Laser Pulses

为了精确描述强激光脉冲中两个电子系统的波包演化过程，提出了一种新的模拟箱装置。在这个盒子里，氢分子H $_{2} $，单和双电离物种，H $_{2}^+ $和H $_{2}^{+2} $，区域得到了很好的识别，并计算了它们在不同的激光场强度下随时间变化的布居。此外，还引入了一些新的准双电离区，并计算和分析了它们与激光场强度的时间关系。所采用的模拟箱设置是特殊的，因为它确保了第二次电离的正确评估。在本研究中，氢分子的电子和原子核的动力学分离的基础上绝热近似。含时薛定谔方程和牛顿方程同时求解的电子和原子核，分别。在这些模拟中使用四种不同强度（即，$ 1\times10^{14} $、$ 5\times10^{14} $、$ 1\times10^{15} $和$ 5\times10^{15} $ W cm $^{-2}$）的390 nm波长的激光脉冲。详细的中央H $_{2} $区域也提出和讨论。该区域被分成与离子状态H $^+$ H $^-$和共价（天然）状态HH相关的四个子区域。讨论了原子核运动对增强电离的影响。最后，计算了不同的含时性质，研究了它们与激光脉冲强度的关系，并分析了它们与不同区域布居数的相关性。

富勒烯笼中氢、锂和钠的价电子局域化

Localization of the valence electron of endohedrally confined hydrogen, lithium and sodium in fullerene cages

研究了三种不同富勒烯分子中$H$、$Li$和$Na$原子的价电子局域化。富勒烯分子的结构被用来计算作为经典的$(N+1)$体Lennard-Jones势的最小值的内原子的平衡位置。一旦确定了客体原子的位置，根据分子对称性，富勒烯空腔由短程吸引壳层建模，封闭的原子由有效的单电子势建模。为了研究内嵌化合物是否由中性富勒烯分子$X@C_{N}$内部的中性原子形成，或者如果封装的原子的价电子定位在富勒烯中，从而产生具有$X^{+}@C_{N}^{-}$形式的状态，我们分析了电子密度，到自由原子状态的投影，以及部分角波的权重。