Pseudo Jahn−Teller Origin of the Proton Tunneling in Zundel Cation Containing Water Clusters

Autor: Geru, I., Gorinchoy, N., Balan, I.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Ukrainian Journal of Physics; Vol. 57 No. 11 (2012); 1149
Український фізичний журнал; Том 57 № 11 (2012); 1149
ISSN: 2071-0194
2071-0186
DOI: 10.15407/ujpe57.11
Popis: The pseudo Jahn–Teller (PJT) origin of the proton transfer barrier in the Zundel cation at different O–O distances and in an H5O2+(H2O)4 cluster is revealed by means of ab initio calculations of their electronic structures and the adiabatic potential energy curves. The vibronic constants in this approach were estimated by fitting the ab initio calculated adiabatic potential to its analytical expression. It is shown also that the high-symmetry nuclear configurations ofproton-centered water clusters of the type H+(H2O)n (n = 6, 4, 3) are unstable with respect to the low-symmetry nuclear distortions leading to forming the dihydronium cation H5O2+ and the appropriate number of water molecules: H2n + 1On+ → (n – 2)H2O + H5O2+. The reason for this instability and the subsequent decay is the PJT coupling between the ground and excited electronic states.
Розрахунками ab initio електронної структури та кривих адіабатичного потенціалу катіона Цунделя для різних відстаней O–O і кластера H5O2+(H2O)4показано, що бар'єр для переносу протона зобов'язаний своїм походженням псевдо-ефекту Яна–Теллера. Зіставлення розрахункових і аналітичних кривих адіабатичного потенціалу дозволило оцінити вібронні константи. Показано, що високосиметричні ядерні конфігурації кластерів води з протоном у центрі типу H+(H2O)n (n = 6, 4, 3) нестабільні щодо низькосиметричних збурень, що приводять до утворення катіона дигідронію H5O2+ і відповідного числа молекул води: H2n + 1On+ → (n – 2)H2O + H5O2+. Причиною цієї нестабільності і подальшого розпаду є псевдо-ян-теллерівський зв'язок основного і збудженого електронних станів.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: