锕系化合物配位结构、电子激发态和光谱的理论研究
苏静1,2
1 中国科学院上海应用物理研究所 堆材料与工程技术部 上海 201800
2 清华大学化学系，北京 100084
E-mail address: sujing@sinap.ac.cn
锕系化合物在核素迁移及核燃料后处理中具有重要地位。电子光谱技术包括紫外-可见吸收、发光光谱和光电子能谱等已经成为探测锕系化合物电子结构、表征化合物物种的有力工具。理论研究锕系化合物的配位几何、电子结构和激发态性质，对于理解其电子光谱的本质具有重要意义。但由于较强的相对论效应和复杂的电子相关效应，锕系化合物电子激发态和光谱的精确理论计算面临极大的困难。我们基于密度泛函理论（DFT）和从头算波函数理论（WFT），并包含标量和旋-轨耦合相对论效应，首次从理论上研究了锕酰配合物的发光特性。研究的体系包括[UO2(H2O)m(glycine)n]2+ (m+n=5; n=0-2)、UO2Cl2(Ar)n (n=0,2,3)、UO2F2(H2O)n (n=0-3)和NpO2Cl42-。基于Franck-Condon原理和含时电子光谱理论模拟和预测了振动分辨的发光光谱，解释了锕酰配合物发光机制中的关键问题——低位电子激发及其诱导的An-O键伸长以及高强度热带的原因。此外，还研究了铀及铀酰卤素化合物的光电子能谱，包括UO2X3– (X = F, Cl, Br, I)、UO2X42– (X = F, Cl)、[UO2F4(solvent)n]2– (solvent = H2O, CH3CN; n = 1, 2)、UFn- (n = 1-6)和UCl5–。DFT计算给出了合理的基态电子结构及相关性质；WFT计算获得了精确的激发态能级，预测所得的电子光谱和光电子能谱与实验结果高度吻合。我们的研究结果为锕系化合物的激发态和电子光谱理论研究提供了新思路。
时间：9月22日上午9:00-11：00
地点：学院一楼会议室
个人简介：苏静，中国科学院上海应用物理研究所副研究员，2006年毕业于中国科学技术大学化学系，同年保送至清华大学化学系攻读博士学位，师从李隽教授；期间，赴德国慕尼黑理工大学交流学习半年；于2011年7月获清华大学理学博士学位。毕业后继续在清华大学化学系从事博士后研究，2013年出站后进入中科院上海应用物理研究所工作。主要从事锕系化合物电子结构和光谱性质的理论计算研究工作。作为项目负责人独立承担了国家自然科学基金青年科学基金项目“水溶液中钚酰配合物的结构、稳定性和电子光谱的理论研究”和博士后科学基金项目“五价铀酰配合物结构和电子光谱性质的理论研究”两项课题。此外，作为核心骨干参研了国家自然科学基金重大研究计划项目“乏燃料后处理过程中重要物理化学过程的计算化学模拟”，重点项目“锕系化合物的结构化学研究”及杰出青年基金项目“理论无机化学”。在国际重要学术期刊上累计发表20多篇SCI索引论文(J. Chem. Theory Comput., Inorg. Chem., Chem. Asian J.等)，并参与撰写了《中国学科发展战略: 放射化学》。参加国内外学术会议，累计作口头报告8次，其中邀请报告4次。获得了2011年度卢嘉锡优秀研究生奖、2012年全国化学年会优秀墙报奖、2013年清华大学优秀博士后等学术奖励和荣誉称号。