D2O 三聚体：基于严格 12D 量子计算的分子间振动-隧穿态、低频光谱以及三体相互作用的影响

我们展示了对 (D2O)3 分子间振动-隧穿（VT）态的首次严格 12D 量子计算，其中单体被视为刚体。这些计算是使用最近开发的方法 Simkó, Felker, and Bačić, J. Chem. Phys. 162, 034301 (2025) 进行的，该方法曾用于 (H2O)3 的 12D 量子处理。采用了高质量的 ab initio 2 + 3体水势能面。(D2O)3 的 12D 本征态被用于模拟该三聚体的低频吸收光谱。通过将本文获得的 (D2O)3 结果与先前计算的 (H2O)3 结果进行比较，我们阐明了用水三聚体中的 D 原子取代所有 H 原子对 VT 态和低频光谱的影响。这些影响尤为显著，特别是对于大振幅扭转振动，其在 (D2O)3 中的能级比 (H2O)3 低两倍。与 (H2O)3 的光谱相比，以弯曲跃迁为主的 (D2O)3 整个低频吸收光谱发生了强烈的红移。分子间伸缩振动的氘代仅使其能量降低了几个波数，因为这并没有显著改变水单体的质量。此外，对 (D2O)3 进行的计算直接揭示了三体相互作用对三聚体的振动能级和低频光谱的显著影响。