Published July 2008 | Version v1
Journal article

Structure, force fields, and vibrational spectra of cerium tetrahalides

  • 1. Ivanovskij Gosudarstvennyj Khimiko-Tekhnologicheskij Univ., Ivanovo (Russian Federation)

Description

The geometrical structure, force fields, and vibrational spectra of CeX4 (X = F, Cl, Br, I) were investigated by second, third, and fourth order Moeller-Plesset perturbation theory, CISD+Q configuration interaction method, and the CCSD(T) coupled cluster method. Calculations on CeF4 were also performed by multiconfiguration second order perturbation theory MCQDPT2/CASSCF. The wave function of the ground state of CeX4 molecules was found to be appreciably non-one-configurational; this property increases from cerium fluorides to iodides and leads to the divergence of the series of Moeller-Plesset perturbation theory. The calculated data point to a tetrahedral equilibrium nuclear configuration in CeX4 molecules. The energy barriers to the inversion of the tetrahedral CeX4 molecules via the square configurations are high enough, 74-89 kJ/mol. The calculated vibration frequencies, effective internuclear distances, and mean amplitudes of nuclear vibrations in CeF4 agree with IR and Raman spectroscopic and high-temperature gas-phase electron diffraction data

Abstract (Russian)

По теории возмущений Меллера-Плессе второго, третьего и четвертого порядков, методом конфигурационного взаимодействия CISD+Q, а также методом связанных кластеров CCSD(T) выполнено неэмпирическое исследование геометрического строения, силовых полей и колебательных спектров молекул тетрагалогенидов церия СеХ4 (X = F, Cl, Br, I). Расчеты молекулы CeF4 выполнены также и по теории возмущений второго порядка с многими исходными конфигурациями MCQDPT2/CASSCF. Обнаружена заметная неодноконфигурационность волновой функции основного состояния молекул СеХ4, которая при вычислении свойств этих молекул усиливается при переходе от фторидов к иодидам церия и приводит к расходимости ряда теории возмущений Меллера-Плессе. Результаты расчетов свидетельствуют о тетраэдрической равновесной конфигурации ядер в молекулах СеХ4. Высота энергетических барьеров инверсии тетраэдрических молекул СеХ4 через квадратные конфигурации достаточно высока: 74-89 кДж/моль. Вычисленные величины частот колебаний, эффективных межъядерных расстояний и средних амплитуд колебаний ядер в молекуле CeF4 согласуются с данными ИК и КР спектроскопии и высокотемпературной газовой электронографии

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Строение, силовые поля и колебательные спектры молекул тетрагалогенидов церия

Publishing Information

Journal Title
Zhurnal Strukturnoj Khimii
Journal Volume
49
Journal Issue
4
Journal Page Range
p. 640-648
ISSN
0136-7463
CODEN
ZSTKAI

Optional Information

Notes
26 refs., 1 fig., 4 tabs.