Поверхность потенциальной энергии основного триплетного состояния молекулы триоксида урана UO3

Abstract

На основе квантово-химических ab initio расчетов в многоконфигурационном приближении полного активного пространства самосогласованного поля (complete active space self-consistent field) CASSCF(6,8) построены поверхности потенциальной энергии основного и первого возбужденного состояний молекулы триоксида урана UO3. Установлена плоская равновесная геометрическая конфигурация, промежуточная между T- и Y-формой и имеющая симметрию С2v. Выявлено наличие трех эквивалентных устойчивых конфигураций, разделенных невысокими (40 см–1) потенциальными барьерами. Показано, что на рассматриваемом уровне теории вблизи минимумов поверхности потенциальной энергии, имеющей нетривиальную топологию, основным состоянием молекулы UO3 является триплетное. Триплетное состояние указывает на ненасыщенный характер химических связей молекулы и ее возможные парамагнитные свойства, что, в свою очередь, открывает перспективы для исследования таких молекул при помощи магнитооптических ловушек как альтернативы низкотемпературным матрицам инертных газов, взаимодействующих с изолированными в них молекулами. = The potential energy surfaces of the ground and first excited states of the uranium trioxide molecule UO3 were constructed on the basis of quantum-chemical ab initio calculations in the multi-configuration CASSCF(6,8) approximation. A planar equilibrium geometric configuration, which is intermediate between the T- and Y-form and having С2v symmetry, was established. The presence of three equivalent equilibrium configurations separated by low potential barriers (40 cm–1) was reported. It was shown that at the considered level of theory near the minimum of the potential energy surface, which has a nontrivial topology, the ground state of the UO3 molecule is a triplet. The triplet state indicates the transient character of the molecule and predicts its possible paramagnetic properties, which offer the possibilities for studying of such molecules by magneto-optical traps as an alternative to low-temperature inert gas matrices interacting with molecules isolated in them.