C2H5C60H的加成产物的结构和光谱性质的量子化学研究

用INDO系列方法对C₂H₅C₆₀H的1,2-加成和1,4-加成两种产物异构体的结构进行了理论研究,结果表明1,2-C₂H₅C₆₀H具有Cs对称性,1,4-C₂H₅C₆₀H没有任何对称性,1,2-C₂H₅C₆₀H的总能量比1,4-C₂H₅C₆₀H的低。以此优化构型为基础,计算了两种产物异构体的电子吸收光谱,讨论了其光谱红移的原因,同时对产物的NMR谱进行了探讨。     

异质富勒烯C58BN的结构与光谱研究

用AM1、MNDO和INDO半经验方法研究了异质富勒烯C₅₈BN各异构体的结构、稳定性和电子光谱.所有这些半经验方法给出了相似的稳定性顺序.结果表明,在6-6位置取代的异构体是最稳定的,异构体的稳定性随杂原子间距离的增加而降低;与C₆₀相比,硼氮杂富勒烯C₅₈BN具有较低的前线轨道能级差、较小的电离势和较低的稳定化能.C₅₈BN很可能具有与C₆₀分子相似的反应活性,易发生亲核反应,但比C₆₀更易失去电子形成正离子.以AM₁优化构型为基础,利用INDO/CIS方法计算了各异构体的电子光谱.     

巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的电子光谱及二阶非线性光学性质的理论研究

利用量子化学半经验AM1和ZINDO方法研究了巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的结构规律和光谱性质.以全自由度优化几何构型为基础,计算了化合物的电子光谱.对电子跃迁进行了指认,分析了光谱红移的原因,两类化合物在400 nm以上均产生非C60特征吸收.同时用INDO/CI-SOS方法计算了所设计的体系的二阶非线性光学系数βμ,其中βμ最大可达402.3×1030 esu.体系具有A-D-A结构,其共轭性对光谱和二阶非线性光学系数有较大影响,共轭程度越高,体系的βμ值越大,而λmax红移.与巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物比较,相应的硫代巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的βμ值较大.     

Determination of consistent semiempirical one-centre integrals based on coupled-cluster theory

ABSTRACT

We examine the one-centre integrals used in semiempirical molecular orbital theory, for the elements H–Ne. The currently used parameters do not provide good estimates for the relative energies of ionised states of atoms. Directly calculating the one-electron integrals U _ss and U _pp with coupled-cluster theory and fitting the two-electron repulsion integrals G _ss and G _pp to accurate coupled-cluster ionisation curves improves this behaviour. Since all the remaining parameters can be derived from these, the number of fitted variables is reduced from seven to two. The two-parameter model provides qualitative agreement with coupled-cluster theory for all ionisation potentials (IPs) and the principal electron affinity (EA). To obtain quantitative agreement for the principal IP and EA, U _ss and U _pp are included as variables in a four-parameter model. We discuss the new parameters and implications for the development of new, consistent semiempirical Hamiltonians.     

新型双重电荷转移分子的二阶非线性光学性质的 理论研究

以INDO/SCI方法为基础,按完全态求和(SOS)公式编制了计算分子二阶非线性光学系数β~i~j~k和β~μ的程序。研究了1,2-二氨基-4,5-二硝基苯1和其异构体1,3-二氨基-4,6-二硝基苯2的电子光谱和二阶非线性光学性质。计算表明分子1具有与分子2几乎相等的二阶非线性极化率。但由于分子1的偶极矩明显大于分子2的,故分子1的μβ值比分子2的μβ值大的多。在此基础上,研究了2,3-二(β-苯乙烯基)-5,6-二氰基吡嗪和2,3-二(β-噻吩乙烯基)-5,6-二氰基吡嗪和2,3-二(β-噻吩乙烯基)-5,6二氰基吡嗪衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质。结果表明,这些化合物均具有两个相距很近的强吸收峰,它们对β值的呈加和模式。由于这类化合物特征吸收峰均位于413nm以下且具有大的μβ值,所以,它们是一类很有前途的二阶非线性光学候选材料。     

N－甲基-吡咯烷并[3,4]C60衍生物的结构、电子光谱 和二阶非线性光学性质的 理论研究

利用半经验AM1量子化学方法研究了N－甲基－吡咯烷并[3,4]C60(MPC)及其噻吩取代衍生物(TMPC)的几何结构。电子结构研究表明,MPC及TMPC衍生物的前沿轨道主要由C60部分决定,C60母体与成基团之间存在较强的分子内电荷转移,C60部分是电子受体,而噻吩环部分和吡咯环部分为电子给体。在AM1优化几何构型的基础上,用INDO/SCI方法计算了MPC及TMPC的电子光谱,用完全态求和(SOS)公式计算了其二阶非线性光学性质。结果表明,MPC与TMPC在400nm以上均存在吸收峰,TMPC的这些吸收峰(400nm以上)比MPC的吸收峰强得多,与实验所得结果一致。对于TMPC来说,其二阶非线性光学系数β0值随分子构型不同而有较大的变化,β0值最大可达60×10^-30esu。     

Stabilities and Electronic Spectra for C78O2 Isomers

1 INTRODUCTION Functional derivatives of fullerenes have aroused chemists’ interest and monofunctional products are accompanied by difunctional derivatives[1～3]. Diede- rich[1] prepared and detected C70O2 by the FAB mass spectrum. Kalsbeck[2] synthesized C60On (n = 1～4) by electrochemical oxidation of C60. Wood[3] investi- gated photolysis of a crude fullerene mixture and obtained C60On (n = 2～5) and C70O2. Menon[4] stu- died the optimized structures and electronic proper- ties o…     

C75N+位置异构体的电子结构和光谱研究

杂原子的介入可改变纯碳笼的电子结构, 使其在超导、光电子器件及有机铁磁体等方面得到应用, 还可改善其氧化还原性能, 提高反应活性, 因而引起人们的研究兴趣[1～3]. Averdung[1]研究了C59N+与H的反应, 用质谱检测到C59NH和C59NH+2, 并用AM1方法优化其结构; Lamparth[2]以双氮杂富勒烯为前体, 合成了C59N+和C69N+, 测定中间体的 1H NMR谱、 UV谱及产物的FAB质谱, 并用 15N标记法证实了最强的碎片峰是N原子进入母体碳笼骨架所致. Diederich[3]观察到C76氮化物的FAB质谱信号, 但未给出进一步信息. 本文用INDO系列方法对氮杂富勒烯C75N+位置异构体的结构和稳定性进行理论研究, 找出最稳定的异构体, 计算其电子吸收光谱, 为实验室合成分离提供理论依据.     

Theoretical studies on structures and UV-Vis spectra of C70O

Systematic studies on eight isomers of C₇₀O were performed by means of INDO methods. It has been indicated that the O atom is mainly added to the C₁-C₂ or C₃-C₃ bond and an epoxide feature with C_s symmetry is formed. Based on the optimized geometries, the UV-Vis spectra were calculated. It has been found that the main peaks of C₇₀O resemble those of C₇₀ and the characteristic absorptions beyond 460 nm are produced, which is in agreement with the experimental results. Theoretical assignments about the absorptions were canied out and the reason for the red-shift of the absorptions was discussed. C₇₀O is probably composed of four isomers according to the calculated results. Project supported by the National Natural Science Foundation of China.     

C77N+异构体的稳定性和电子光谱研究

用INDO系列方法对C78(C2V)的等电子体C77N+的所有21种可能异构体进行系统的理论研究.研究结果表明,最稳定异构体是由C78(C2V)沿Y方向椭球短轴所穿过的C(78)-C(73)键上的原子C(78)被N+取代所形成,椭球长轴附近的原子被取代所形成的异构体能量较低,取代位置附近易成为进一步反应的中心.用INDO/SCI方法计算了C77N+电子光谱,表明其吸收峰与C78(C2V)相比发生红移,对特征吸收峰进行了理论指认,讨论吸收峰红移的原因.