C72O3的结构和光谱的理论研究

采用AM 1方法理论研究了C70 五元环酸酐衍生物C72 O3 的 8种可能异构体的结构和稳定性 ;以各异构体稳定构型为基础 ,分别用AM 1和ZINDO/CI方法计算了它们的振动光谱和电子光谱。结果表明 ,酸酐基团—C2 O3 主要加成在CⅠ CⅡ(异构体A)和CⅢ CⅢ(异构体B)键上形成闭环结构 ,异构体B的稳定性与实验已证实存在的异构体A十分相近 ;异构体A的振动光谱理论计算值与实验值符合较好 ,B的振动光谱理论计算值与A相似 ;对C72 O3 各异构体的电子跃迁进行了理论指认 ,讨论了其电子光谱的红移现象 ;其他异构体的振动和电子光谱属于理论预测。     

氰乙基对几种芳胺结构和光谱的影响

采用量子化学中密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法分别用6-31G*和6-311+G*基组对苯胺、对氯苯胺和对甲苯胺及其氰乙基衍生物的几何构型进行全优化, 探讨了氨基上氰乙基的引入对分子电荷转移、前线轨道能量和电子光谱等性质的影响规律. 在此基础上采用含时密度泛函方法(TD-DFT)计算了分子第一激发态的电子跃迁能, 得到最大吸收波长λmax. 计算结果表明, 氨基上氰乙基的引入, 对前线分子轨道组成影响虽然小, 但使得最大吸收波长红移, 与实验值λmax有较好的一致性, 发现该类物质主要吸收光谱源于分子内的π→π*的电子跃迁.     

樟脑型β-二酮环金属铂配合物的电子光谱和二阶非线性光学性质的DFT研究

对标题化合物分子的理论研究表明,樟脑型β-二酮环金属铂配合物分子由基态到第一,第二激发态的π→π^*跃迁伴随MLCT电荷转移。β-二酮羰基环上引入供电基-CH₃,-C₆H₅与吸电基-CF₃,-C₃F₇的最大吸收波长分别位于374～410 nm范围,位于近紫外区。β-二酮羰基环上和配体苯环上引入供电子基团,樟脑型β-二酮环金属铂配合物分子显示更良好的非线性光学性质。     

Electronic Absorption Spectroscopy of H2X （X=O,Te, Po）： Theoretical Treatment of Spin-Orbit Effects

The electronic spectroscopy of H2X （X=O, Te, Po） was investigated by means of spinorbit configuration interaction （EPCISO） and restricted active space state interaction （SORASSI）. The transition energies to the low-lying singlet and triplet states of H2O, in which the SO interaction is zero, compare rather well with the experimental data as well as to other theoretical values. The theoretical electronic absorption spectrum is characterized by three allowed transitions A^1B1 （2px（O）→σ^＊g/3s（O））, B^1A1（σg→σ^＊g/3s（O）） and A^1S2（σg→σ^＊u） calculated at 7.68, 9.94, and 11.72 eV, respectively. The theoretical absorption spectra of H2X （X=Te, Po） are shifted to the red with the A^1B1 （npx（X）→σ^＊g） states calculated at 5.06 eV （H2Te） and 4.40 eV （H2Po） and the A^1B2 （σg→σ^＊u） states calculated at 7.89 eV （H2Te） and 7.77 eV （H2Po）. The largest SO splitting amounts to 0.34 eV and is found for the lowest a^3A1 of H2Po. In H2Te the SO effects are still negligible with a maximum splitting of 0.04 eV for the lowest a^3B2. The two methods lead to comparable results but the EPCISO approach depends strongly on the reference wavefunction.     

3发色团激发态分子内质子转移机理的研究

采用密度泛函(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)方法对一种新合成的发色团(3)在非质子性溶剂DMSO中的激发态分子内质子转移机制进行了理论研究.基于3发色团的基态和激发态优化结构, 计算得到了该发色团中与氢键相关的键长和键角的大小, 以及与氢键相连接的 O-H键红外振动光谱, 发现分子内氢键在激发态下有增强的趋势. 理论计算得到的吸收谱和荧光谱的峰值与实验测得的结果吻合得很好, 证明了所采用的理论方法的正确性与合理性. 最终, 通过对该发色团的分子内电荷转移与电荷分布的分析, 证实了激发态分子内质子转移发生的可能性, 并说明了其转移过程的发生机制.     

量子相干态的二维电子光谱测量的原理、应用和发展

二维电子光谱是一种同时具有高的时间分辨率和光谱分辨率的非线性光谱学方法.它不仅可以对凝聚相分子复杂动力学过程进行直接测量,还可以测量不同电子态、电子态-振动态之间的量子相干过程.2007年,Flemming课题组利用二维电子光谱于低温77 K的条件下在捕光天线蛋白Fenna-Matthews-Olson中发现了能量传递过程存在量子相干现象.尽管后续的实验研究表明,该体系中实验观测到的量子相干现象不可能是由单纯的电子态相干引起的,然而这一实验现象的报道极大地激发了人们对天然或人工模拟光合系统中存在量子相干传能途径的探索,目前还是一个相当活跃的研究领域.本文旨在通过介绍二维电子光谱学原理、装置及其在光合作用体系能量传递中量子相干现象的应用,使二维电子光谱这种实验方法能够在更多的研究领域得以普及与推广.     

3发色团激发态分子内质子转移机理的研究

采用密度泛函(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)方法对一种新合成的发色团(3)在非质子性溶剂DMSO中的激发态分子内质子转移机制进行了理论研究.基于3发色团的基态和激发态优化结构,计算得到了该发色团中与氢键相关的键长和键角的大小,以及与氢键相连接的O-H键红外振动光谱,发现分子内氢键在激发态下有增强的趋势.理论计算得到的吸收谱和荧光谱的峰值与实验测得的结果吻合得很好,证明了所采用的理论方法的正确性与合理性.最终,通过对该发色团的分子内电荷转移与电荷分布的分析,证实了激发态分子内质子转移发生的可能性,并说明了其转移过程的发生机制.     

以苯基吡唑为主配体的Ir配合物电子结构和光谱性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)的B3LYP方法对以苯基吡唑ppz为主配体的4种Ir配合物Ir(ppz)₃, Ir(ppz)₂(acac), Ir(ppz)₂(pic)和Ir(ppz)₂(dbm)的电子结构和光谱性质进行了理论研究. 计算结果表明, 辅助配体的改变对Ir配合物的最高占据轨道(HOMO)的影响不大, 但会显著的降低分子最低空轨道(LUMO)的能级, 从而调节Ir配合物的HOMO和LUMO间的能隙. 4种配合物对应的发射跃迁分别为Ir(ppz)₃:d(Ir)+π(ppz)→π*(ppz); Ir(ppz)₂(pic):d(Ir)+(ppz)→π*(pic); Ir(ppz)₂(acac), Ir(ppz)₂(dbm):d(Ir)+π(acacdbm)→π*(acacdbm). 金属配合物的发光颜色可以通过选择合适的辅助配体调节.     

8-羟基喹啉过渡金属配合物电子光谱和二阶非线性光学性质的 DFT研究

使用含时密度泛函理论(TDDFT)B3LYP方法计算了IB, IIB, VIIIB过渡金属与8-羟基喹啉络合(MQ)后, 配合物的电子光谱以及二阶非线性光学性质. 结果表明, 掺杂过渡金属后, 形成络合物的能隙值减小100～150 kJ/mol, 最大吸收波长红移150～200 nm左右. 电子从基态到激发态的跃迁主要为p→p*, n→p*跃迁, 属于LLCT, MLCT过程. IB的络合物MQ以及VIIIB的络合物MQ3表现出良好的非线性光学性质.     

DV-Xα方法与电子光谱解析

本文介绍了第一原理量子化学DV Xα方法在电子光谱的理论计算方面的应用。在三个例子中分别详细讨论了过渡金属原子簇的紫外 可见吸收谱V/UV、X 射线光电子能谱XPS、和XANES的计算 ,应用于MoS4原子簇结构、Cu2 O/Cu表面与 2 氨基嘧啶相互作用模型、和MoS2 导带底部结构分析。根据在不同光谱分析的特点 ,采用相应的计算方案。电子光谱的解析除了在解释光谱现象外 ,能够进一步帮助了解分子或原子簇的结构。