A new spectroscopically determined potential energy surface (PES) for HDO16 is presented. This surface is constructed by adjusting the high accuracy ab initio PES of Polyansky et al [Science299, 539 (2003)] by fitting to both published experimental data and our still unpublished data. This refinement used experimentally derived term values up to 25000cm1 and with J8: a data set of 3478 energy levels once some levels with ambiguous assignment is excluded. To improve the extrapolation properties of the empirical PES, the restraint that the resulting PESs remain close to the ab initio surface was imposed. The new HDO̱07 PES reproduces the experimental data, including high J levels not included in the fit, with a root mean square error of 0.035cm1. Predictions for rotation-vibration term values up to J=12 are made.

1.
L. S.
Rothman
,
D.
Jacquemart
,
A.
Barbe
,
D. Chris
Benner
,
M.
Birk
,
L. R.
Brown
,
M. R.
Carleer
,
C.
Chackerian
, Jr.
,
K.
Chance
,
L. H.
Coudert
,
V.
Dana
,
V. M.
Devi
,
J. -M.
Flaud
,
R. R.
Gamache
,
A.
Goldman
,
J. -M.
Hartmann
,
K. W.
Jucks
,
A. G.
Maki
,
J. -Y.
Mandin
,
S. T.
Massie
,
J.
Orphal
,
A.
Perrin
,
C. P.
Rinsland
,
M. A. H.
Smith
,
J.
Tennyson
,
R. N.
Tolchenov
,
R. A.
Toth
,
J. Vander
Auwera
,
P.
Varanasi
, and
G.
Wagner
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf.
96
,
139
(
2005
).
2.
V. E.
Zuev
and
V. S.
Komarov
,
Statistical Models of the Temperature and Gaseous Components of the Atmosphere
(
Reidel
,
Dordrecht
,
1988
).
3.
R. C. M.
Learner
,
W.
Zhong
,
J. D.
Haigh
,
D.
Belmiloud
, and
J.
Clarke
,
Geophys. Res. Lett.
26
,
3609
(
1999
).
4.
B. A.
Voronin
,
I. M.
Nasrtdinov
,
A. B.
Serebrennikov
, and
T. Y.
Chesnokova
,
Atmos. Oceanic Opt.
16
,
272
(
2003
).
5.
I. V.
Ptashnik
and
K. P.
Shine
,
Atmos. Oceanic Opt.
16
,
251
(
2003
).
6.
S. V.
Shirin
,
O. L.
Polyansky
,
N. F.
Zobov
,
P.
Barletta
, and
J.
Tennyson
,
J. Chem. Phys.
118
,
2124
(
2003
).
7.
J. A.
Fernley
,
S.
Miller
, and
J.
Tennyson
,
J. Mol. Spectrosc.
150
,
597
(
1991
).
8.
C. D.
Paulse
and
J.
Tennyson
,
J. Mol. Spectrosc.
168
,
313
(
1994
).
9.
O. L.
Polyansky
,
P.
Jensen
, and
J.
Tennyson
,
J. Chem. Phys.
101
,
7651
(
1994
).
10.
O. L.
Polyansky
,
P.
Jensen
, and
J.
Tennyson
,
J. Chem. Phys.
105
,
6490
(
1996
).
11.
J. H.
Schryber
,
O. L.
Polyansky
,
P.
Jensen
, and
J.
Tennyson
,
J. Mol. Spectrosc.
185
,
234
(
1997
).
12.
J. S.
Kain
,
O. L.
Polyansky
, and
J.
Tennyson
,
Chem. Phys. Lett.
317
,
365
(
2000
).
13.
H. M.
Quiney
,
P.
Barletta
,
G.
Tarczay
,
A. G.
Császár
,
O. L.
Polyansky
, and
J.
Tennyson
,
Chem. Phys. Lett.
344
,
413
(
2001
).
14.
S. V.
Shirin
,
O. L.
Polyansky
,
N. F.
Zobov
,
A. G.
Császár
, and
J.
Tennyson
,
J. Mol. Spectrosc.
236
,
216
(
2006
).
15.
H.
Partridge
and
D. W.
Schwenke
,
J. Chem. Phys.
106
,
4618
(
1997
).
16.
A. J. C.
Varandas
,
A. I.
Voronin
, and
P. J. S. B.
Caridade
,
J. Chem. Phys.
108
,
7623
(
1998
).
17.
J.
Brandao
and
C. M. A.
Rio
,
J. Chem. Phys.
119
,
3148
(
2003
).
18.
N. F.
Zobov
,
O. L.
Polyansky
,
C. R.
Le Sueur
, and
J.
Tennyson
,
Chem. Phys. Lett.
260
,
381
(
1996
).
19.
D. W.
Schwenke
,
J. Phys. Chem. A
105
,
2352
(
2001
).
20.
D. W.
Schwenke
and
H.
Partridge
,
J. Chem. Phys.
113
,
6592
(
2000
).
21.
O.
Naumenko
,
E.
Bertseva
,
A.
Campargue
, and
D. W.
Schwenke
,
J. Mol. Spectrosc.
201
,
297
(
2000
).
22.
P.
Theule
,
A.
Callegari
, and
T.
Rizzo
,
J. Chem. Phys.
122
,
124312
(
2005
).
23.
A.
Jenouvrier
,
M. F.
Marienne
,
M.
Carleer
,
R.
Colin
,
A.-C.
Vandaele
,
P. F.
Bernath
,
O. L.
Polyansky
, and
J.
Tennyson
,
J. Mol. Spectrosc.
209
,
165
(
2001
).
24.
J.
Tennyson
,
G. J.
Harris
,
R. J.
Barber
,
S.
La Delfa
,
B.
Voronin
, and
Y. V.
Pavlenko
,
Mol. Phys.
105
,
701
(
2007
).
25.
J.
Tennyson
,
Phys. Scr.
76
,
C53
(
2006
).
26.
O. L.
Polyansky
,
A. G.
Császár
,
S. V.
Shirin
,
N. F.
Zobov
,
P.
Barletta
,
J.
Tennyson
,
D. W.
Schwenke
, and
P. J.
Knowles
,
Science
299
,
539
(
2003
).
27.
P.
Barletta
,
J.
Tennyson
,
S. V.
Shirin
,
N. F.
Zobov
,
O. L.
Polyansky
,
E. F.
Valeev
, and
A. G.
Császár
,
J. Chem. Phys.
125
,
204307
(
2006
).
28.
A. G.
Császár
,
G.
Czakó
,
T.
Furtenbacher
,
J.
Tennyson
,
V.
Szalay
,
S. V.
Shirin
,
N. F.
Zobov
, and
O. L.
Polyansky
,
J. Chem. Phys.
122
,
214205
(
2005
).
29.
L.
Lodi
,
R. N.
Tolchenov
,
J.
Tennyson
,
A. E.
Lynas-Gray
,
S. V.
Shirin
,
N. F.
Zobov
,
O. L.
Polyansky
,
A. G.
Császár
,
J.
van Stralen
, and
L.
Visscher
, “
A new ab initio ground state dipole moment surface for the water molecule
,”
J. Chem. Phys.
(to be published).
30.
S. N.
Yurchenko
,
M.
Carvajal
,
P.
Jensen
,
F.
Herregodts
, and
T. R.
Huet
,
Chem. Phys.
290
,
59
(
2003
).
31.
S. N.
Yurchenko
,
P. R.
Bunker
,
W. P.
Kraemer
, and
P.
Jensen
,
Can. J. Chem.
82
,
694
(
2004
).
32.
S. N.
Yurchenko
,
J.
Breidung
, and
W.
Thiel
,
Theor. Chem. Acc.
114
,
333
(
2005
).
33.
S. N.
Yurchenko
,
H.
Lin
,
J. J.
Zheng
,
P.
Jensen
, and
W.
Thiel
,
J. Chem. Phys.
123
,
134308
(
2004
).
34.
R. P.
Feynman
,
Phys. Rev.
56
,
340
(
1939
).
35.
J.
Tennyson
,
M. A.
Kostin
,
P.
Barletta
,
G. J.
Harris
,
J.
Ramanlal
,
O. L.
Polyansky
, and
N. F.
Zobov
,
Comput. Phys. Commun.
163
,
85
(
2004
).
36.
J.
Tennyson
and
B. T.
Sutcliffe
,
J. Chem. Phys.
77
,
4061
(
1982
).
37.
R. J.
Barber
,
J.
Tennyson
,
G. J.
Harris
, and
R. N.
Tolchenov
,
Mon. Not. R. Astron. Soc.
368
,
1087
(
2006
).
39.
R. A.
Toth
,
J. Mol. Spectrosc.
195
,
73
(
1999
).
40.
R. A.
Toth
and
J. W.
Brault
,
Appl. Opt.
22
,
908
(
1983
).
41.
R. A.
Toth
,
J. Mol. Spectrosc.
186
,
66
(
1997
).
42.
R. A.
Toth
,
J. Mol. Spectrosc.
162
,
20
(
1993
).
43.
R. A.
Toth
,
J. Mol. Spectrosc.
186
,
276
(
1997
).
44.
R. A.
Toth
,
V. D.
Gupta
, and
J. W.
Brault
,
Appl. Opt.
21
,
3337
(
1982
).
45.
T.
Parekunnel
,
F.
Bernath
,
N. F.
Zobov
,
S. V.
Shirin
,
O. L.
Polyansky
, and
J.
Tennyson
,
J. Mol. Spectrosc.
101
,
28
(
2001
).
46.
O. N.
Ulenikov
,
S.-M.
Hu
,
E. S.
Bekhtereva
,
G. A.
Onopenko
,
X.
Wang
,
S.-G.
He
,
J.-J.
Zheng
, and
Q.-S.
Zhu
,
J. Mol. Spectrosc.
208
,
224
(
2001
).
47.
P.
Macko
,
D.
Romanini
,
S. N.
Mikhailenko
,
O. V.
Naumenko
,
S.
Kassi
,
A.
Jenouvrier
,
V. G.
Tyuterev
, and
A.
Campargue
,
J. Mol. Spectrosc.
227
,
90
(
2004
).
48.
O.
Naumenko
,
E.
Bertseva
, and
A.
Campargue
,
J. Mol. Spectrosc.
197
,
122
(
1999
).
49.
O.
Naumenko
and
A.
Campargue
,
J. Mol. Spectrosc.
199
,
59
(
2000
).
50.
E.
Bertseva
,
O.
Naumenko
, and
A.
Campargue
,
J. Mol. Spectrosc.
203
,
28
(
2000
).
51.
O.
Naumenko
,
E.
Bertseva
, and
A.
Campargue
,
J. Mol. Spectrosc.
204
,
94
(
2000
).
52.
E.
Bertseva
,
O.
Naumenko
, and
A.
Campargue
,
J. Mol. Spectrosc.
221
,
38
(
2003
).
53.
O.
Naumenko
and
A.
Campargue
,
J. Mol. Spectrosc.
221
,
221
(
2003
).
54.
O.
Naumenko
,
S. M.
Hu
,
S. G.
He
, and
A.
Campargue
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
6
,
910
(
2003
).
55.
A.
Campargue
,
I.
Vasilenko
, and
O.
Naumenko
,
J. Mol. Spectrosc.
234
,
216
(
2005
).
56.
M.
Bach
,
S.
Fally
,
P.-F.
Coheur
,
M. C. A.
Jenouvrier
, and
A. C.
Vandaele
,
J. Mol. Spectrosc.
232
,
341
(
2005
).
57.
B. A.
Voronin
,
O. V.
Naumenko
,
R. N.
Tolchenov
,
J.
Tennyson
,
S.
Folly
,
P.-F.
Coheur
,
M.
Carleer
,
A.
Jenouvrier
, and
A. C.
Vandaele
,
J. Mol. Spectrosc.
244
,
87
(
2007
).
58.
O.
Naumenko
,
S.
Voronina
, and
S.-M.
Hu
,
J. Mol. Spectrosc.
227
,
151
(
2004
).
59.
S.-M.
Hu
,
O. N.
Ulenikov
,
E. S.
Bekhtereva
,
S.-G.
He
,
X.
Wang
,
H.
Lin
, and
Q.-S.
Zhu
,
J. Mol. Spectrosc.
203
,
228
(
2000
).
60.
S.
Hu
,
H.
Lin
,
S.
He
,
J.
Cheng
, and
Q.
Zhu
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
1
,
3727
(
1999
).
61.
A.
Callegari
,
P.
Theule
,
R. N.
Tolchenov
,
N. F.
Zobov
,
O. L.
Polyansky
,
J.
Tennyson
,
J. S.
Muenter
, and
T. R.
Rizzo
,
Science
297
,
993
(
2002
).
62.
A. D.
Bykov
,
O. V.
Naumenko
,
L. N.
Sinitsa
,
B. P.
Winnewisser
,
M.
Winnewisser
,
P. S.
Ormsby
, and
K. N.
Rao
,
J. Mol. Spectrosc.
166
,
169
(
1994
).
63.
P. S.
Ormsby
,
K. N.
Rao
,
M.
Winnewisser
,
B. P.
Winnewisser
,
O. V.
Naumenko
,
A. D.
Bykov
, and
L. N.
Sinitsa
,
J. Mol. Spectrosc.
158
,
109
(
1993
).
64.
See EPAPS Document No. E-JCPSA6-127-031744 for electronic versions of the HDO̱07 potential energy surface as a FORTRAN subroutine plus a file containing all assigned J=0 levels. This document can be reached through a direct link in the online article’s HTML reference section or via the EPAPS homepage (http://www.aip.org/pubservs/epaps.html).
65.
O. N.
Ulenikov
,
S.-M.
Hu
,
E. S.
Bekhtereva
, and
Q.-S.
Zhu
,
J. Mol. Spectrosc.
231
,
57
(
2005
).
66.
O.
Naumenko
,
O.
Leshichina
, and
A.
Campargue
,
J. Mol. Spectrosc.
234
,
58
(
2006
).
67.
T.
Furtenbacher
,
A. G.
Császár
, and
J.
Tennyson
,
J. Mol. Spectrosc.
245
,
115
(
2007
).
68.
B.
Gazdy
and
J. M.
Bowman
,
J. Chem. Phys.
95
,
6309
(
1991
).
69.
M.
Meuwly
and
J. M.
Hutson
,
J. Chem. Phys.
110
,
8338
(
1999
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.