气相水杨酸激发态分子内质子转移特性分析

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)研究了气相水杨酸(SA)分子的激发态氢键动力学过程。通过对水杨酸分子基态和激发态结构的优化,以及对其稳态吸收和发射光谱特性、前线分子轨道、红外振动光谱和势能曲线的计算分析,阐明水杨酸分子内质子转移可在激发态下自发地发生,导致其激发态可存在烯醇式和酮式两种异构体结构,并揭示了这种质子转移源于分子内电荷转移的激发态氢键的加强机制。     

B2分子的单激发态与强束缚多激发态

双原子分子电子态的实验信息主要来源于基态或低激发态的单光子吸收光谱。激发态与基态相比,通常呈现出弱的成键特征,即平衡核间距增大,振动频率降低。但关于双原子分子多激发态性质的研究较少。近年来,随着多光子技术,特别是共振放大多光子电离(Resonance enhanced multiphoton ionization)光谱学的发展,运用精确的理论计算研究其多激发态的性质有十分重要意义。     

三氧化硫分子成键的共价键理论系统解析

采用价层电子对互斥理论、价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论等共价键理论对三氧化硫分子各种成键的可能进行了推演,比较系统地分析了SO3分子的共价成键情况,得出SO3分子中的S原子采取sp2杂化,分子中存在正常σ键、配位σ键以及一个离域大π键的结论。     

超价分子SO2和SO3成键性的研究

SO2,SO3和H2SO4这样的分子,由于其中S原子的"超价”(supervalent)而被称为"超价分子”.对于它们的成键特性,除早期价键理论的共振论观点外,一般都采用简单分子轨道理论观点加以解释,认为在SO2和SO3分子中,诸原子在同一平面上,S原子sp2杂化,与O原子形成σ键,S的另一个p轨道与分子平面垂直,其余O原子也各有一个与分子平面垂直的p轨道,这些p轨道线性组合形成离域π轨道.SO2中的离域π键是Π43,SO3中则是Π64.之后对S原子d轨道是否参与成键的研究表明,S的dπ轨道可以与O的pπ轨道形成π键,认为S原子d轨道参与了π键的形成[1,2].本文通过分子轨道理论的自洽场法从头算和价键理论的广义价键法(Generalized Valence Bond,GVB)计算,根据计算结果对SO2和SO3的成键性做进一步的讨论.......     

Si2分子基态和低激发态的电子结构

本文用abinitioSOCI／MCSCF／／HF／DH＋d方法计算得到了Si2分子的基态和八个激发态的平衡几何构型、总能量、谐振动频率、零点能以及各个态的势能曲线．讨论了各态键长随电子组态的变化关系，指出了成健轨道中。电子数的增加，是引起键长及谐振动频率变化的重要因素·其中3Πg，5∑；3△u，3∑，未见有关文献报导由于硅藻合物的重要应用价值，人们已对其进行了一些实验和理论研究h，’」．以前的研究主要是讨论其成键性质．由于St。分子结构的特殊性，要想全面了解其成键性质，不仅要研究其基态的电子结构，而且还要研究其激发态的电…     

改进的分子连接性方法

通过用Mulliken键级来加权分子连接性指数中的点价,使分子轨道理论与分子连接性指数有机地结合起来,将分子连接性指数改进成为一种量子拓扑指数。对比发现,分子连接性指数的点价与Mulliken键级具有相近的物理意义,而Mulliken键级更具有独特的优越性。利用改进的分子连接性指数对几种具有代表性的烃类与其体积、疏水常数以及热力学性质进行了关联,得到了满意的结果。     

黄芩素激发态分子内质予转移耦合电荷转移反应的实验和理论研究

通过稳态光谱实验和量子化学计算相结合,研究了黄芩素激发态质子转移耦合电荷转移的反应. 实验和计算中S1态吸收峰的缺失表明S1态是暗态. S1暗态导致在实验中观察不到黄芩素在乙醇溶液中的荧光峰,且固体的荧光峰很弱. 黄芩素分子的前线分子轨道和电荷差异密度表明S1态是电荷转移态,然而S2态是局域激发态. 计算的黄芩素分子的势能曲线在激发态只有一个稳定点,这表明了黄芩素激发态分子内质子转移的过程是一个无能垒的过程.     

超价分子中的d轨道

通过对一些典型超价分子进行计算和分析,得出了超价分子"d轨道参与"(即外层d轨道杂化和d-pπ键概念)不尽合理的结论,并提出了能与实验事实相符的解释方法。此外,本文还阐述了计算化学中基组d函数与d轨道的关系:二者并不等价。     

定域分子轨道中的σ—π分离

对含重键的分子体系,分子轨道定域化会涉及到两种完全不同的重键描述,即等价的重键或“香蕉”键和不等价的σ和π键,文献曾利用杂化轨道法对此进行过讨论。对于定域分子轨道,具体得出哪种描述取决于所采用的定域准则及计算中采用的近似方法。对于从头算法的定域化研究,Boys定域准则强烈地趋向于等价重键描述;Ruedenberg定域准则只是对未共轭的重键体系有较强的等价重键描述倾向,对共轭的重键体系,这种倾向性明显减     

有机化学教学中使用共振式描述超共轭效应的探索

有机化学教学中通常使用分子轨道理论和价键理论中的共振论来描述π轨道的共轭效应,而对于类似的σ轨道的超共轭效应,通常只用轨道理论来描述,而基本不采用价键理论中的共振式描述。尝试用共振式来描述σ键的超共轭效应,发现不仅能够获得清晰易懂的图像,还能将有机化学中多个跨章节的知识点联系在一起,有利于知识的融会贯通,以及对电子结构和共振论的深入理解。     

生色团连接的苯骈三氮唑衍生物的激发态分子内质子转移

用从头算和密度泛函理论研究了对硝基二苯乙烯作为生色团连接的2-(2-羟基-苯基)-苯骈三氮唑的衍生物2-羟基-5-[对硝基-二苯乙烯基-氧亚甲基]-苯基-(2H-苯骈三氮唑)(C1)和4′-硝基-3,4-二[2-羟基-(2H-苯骈三氮唑)-苄氧基]-二苯乙烯(C2)发生激发态分子内质子转移(ESIPT)的可能性.系统研究了C1和C2发生ESIPT的互变异构体的基态与激发态的性质变化,包括相关的键长、键角等结构参数,Mulliken电荷和偶极矩,前线轨道以及势能曲线.计算结果表明,对于C1来讲,酮式(keto)的基态(K)不存在稳定结构,因此发生基态分子内质子转移(GSIPT)可能性很小.酮式的激发态(K*)的氢键强度要远强于烯醇式(enol)的激发态(E*)的氢键强度.分子在光致激发后,质子供体所带负电荷减小而质子受体所带负电荷增加.在K*,HOMO→LUMO的电子跃迁导致电子密度从"酚环"向质子化杂环转移.E*→K*跃迁只需要克服较小的能垒(约41 kJ.mol-1).计算结果表明C1发生ESIPT的可能性很大.C2由于具有高能量,其具有基态的单质子转移特征的异构体EK(同时含烯醇E与酮K结构)、具有基态的双质子转移特征的异构体2K(含有双酮结构),以及具有双酮结构特征的激发态2K*均无法获得它们的稳定结构,因此,基态分子内单或双质子转移和激发态分子内双重质子转移发生的可能性极小.然而,由于双烯醇式的激发态(2E*)和EK的激发态(EK*)存在稳定结构,且2E*→EK*跃迁具有低能垒,因此C2有可能发生激发态分子内单重质子转移.本文进一步计算了两个分子的紫外-可见吸收光谱与荧光发射光谱,获得了具有较大斯托克位移的ESIPT的荧光发射峰.     

三原子分子振转激发态的理论研究

三原子分子振转激发态的理论研究谢代前,鄢国森,田安民（四川大学化学系,成都,６１００６４）关键词振转激发态,三原子分子,变分法能级较高的振转激发态通常包含大振幅运动,其波函数分布于很广的势能面区域内,传统的正则模理论已不适合于解决这类问题．近年来,Ｈ...     

价键理论中的组态相互作用

近 2 0年来 ,从头计算水平的价键 (VB)方法得到了人们的重视 ,并广泛应用于化学反应等问题的研究[1～ 5] ,然而目前价键理论的计算方法仍然很不完善 .用 VBSCF方法进行计算虽然比较简单 ,能正确地描述化学反应的形成机理 ,但数值结果不理想 ;而用 BOVB方法[4 ] 进行计算虽然可以得到较好的计算结果 ,但存在收敛困难等问题 .分子轨道理论中的组态相互作用是一种简单直接的电子相关能计算方法 ,显然这一方法可以应用于价键方法中 .然而与分子轨道理论方法不同 ,在价键方法中 ,无法直接得到空轨道 ,此外如何选取激发价键函数使得计算结果…     

环芳类化合物分子轨道相互作用的研究

建立模型分子描述环芳类分子中二苯环、二乙炔的π轨道间的相互作用,应用多重散主射Ｘα自洽场方法对模型分子的电子结构进行计算,得到分子轨道通过空间相互作用的大小随二苯环、二乙炔间距离的增加呈指数下降,在环芳类经合物分子电子结构研究基础上,分析了分子轨道通过键的相互作用,表明,分子轨道通过空间相互作用与通过键相互作用相互抵消,采用过滤态方法计算环芳类化合物分子前线分子轨道电离能,与实验符合较好。     

H_3~+体系基态和电子激发态的价键方法研究

本文应用价键理论的键表酉群方法,讨论H_3~+体系的基态及其几个低激发态,研究了该体系处于激发态时价键结构的变化,得到H_3~+体系的基态为等边三角形,第一激发态为直线型,第二、三激发态为等腰三角形,且基本简并.     

价电子对互斥理论与电价理论相结合判定分子的共轭类型

以价电子互斥理论与杂化轨道理论为基础,首先确定中心原子或离子的杂化类型以及总电子对的结构,并确定处于同一平面的原子;然后摒除σ键,仅分析π键,并根据价键理论,确定参加共轭的原子对共轭π键所贡献的电子数,最终达到对分子共轭类型的判别。     

部分卤素双原子分子激发态的势函数

用作者建立的研究双原子分子精确振动势能函数的能量自洽法(energy consistent method, ECM), 对四个双原子分子电子态——溴分子的两个激发态β1g(3P2)态和A’(2μ3Π)态, 碘分子的激发态1μ(1D)和氯分子的激发态A’(2μ3Π)态的势能函数进行了研究. 结果表明ECM势可很好地与Rydberg-Klein-Rees（RKR）数据相符合, 得到了比常用的Morse势和 Huxley-Murrell-Sorbie (HMS)势更加令人满意的结果. 表明ECM势的确能更好地描述双原子分子电子态振动离解全过程的物理行为, ECM是一种简便易行的研究振动势能函数的成功方法.     

对位环芳烃及其衍生物分子轨道的通过空间和通过键相互…

应用改进的重叠模型多重散射Ｘａ自洽场方法对对位环芳烃及其衍生物分子的分子轨道通过空间和通过键的相互作用进行了研究，讨论分子轨道相互作用对分子轨道能级顺序的影响以及不同的连接桥对分子轨道相互作用的影响，进一步应用过渡态理论方法计算对位环芳烃及其衍生物分子的分子轨道电离能，计算结果与实验结果符合较好。     

LDS751激发态电荷转移和光致异构化的量子化学研究

利用密度泛函方法对激光染料分子LDS751的电子结构和激发态性质进行了一系列的量子化学计算, 在理论上对其激发态下可能的构型变化和动力学过程进行了预测. 从计算结果得出LDS751分子可能存在两个分别通过C—C桥键和端基C—N键旋转而实现的影响其光谱性质的光致异构化通道. 利用分子内官能团在激发过程中的电荷布居变化定量地分析了分子内电荷转移过程. 所得结论可以预测不同时间尺度下的光谱特征谱线和解释相关的光谱实验.     

超价化合物的定义和成键特征初探

介绍一些描述超价化合物结构的理论,从改进的8电子规则和分子轨道理论出发,结合计算,对超价化合物结构进行解释.说明了超价化合物结构大量存在非键轨道的特征,同时给出了一个判断超价化合物的方法.