4-硝基咪唑A-带激发态结构动力学

通过共振拉曼光谱实验和量子化学计算的方法研究了4-硝基咪唑(4NI)A-带激发态衰变动力学. 对4NI的振动光谱、紫外电子吸收光谱、荧光光谱和共振拉曼光谱进行了指认. 在全活化空间自洽场法(CASSCF)/6-31G(d)计算水平下获得了单重激发态S₁(n_Oπ^*)和S₂(ππ^*)和势能面交叉点S₁(n_Oπ^*)/S₂(ππ^*)的优化几何结构和能量, 分析了A-带共振拉曼光谱的强度模式特征, 获得了短时结构动力学, 并结合全活化空间自洽场法(CASSCF)理论计算结果确定了4NI 在S₂(ππ^*)态衰变通道主要是S_{2, FC}→S_{2, min}(ππ^*)→S₀辐射弛豫.     

非平衡溶剂化新理论在有机染料电子光谱中的应用

总结了非平衡溶剂化新理论和在量子化学软件Q-Chem中基于含时密度泛函理论(TD-DFT)实现溶剂效应下计算电子吸收和发射光谱的数值解方法.采用该方法计算了染料敏化太阳能电池(DSSCs)中三苯胺型有机染料■在真空和乙腈溶剂中的电子结构与光谱性质,研究发现,π共轭桥上碳碳双键的个数和溶剂效应会促进光电转换.     

乙腈溶剂中芳酰基硫脲对F~-识别作用的理论研究

采用混合密度泛函B3LYP方法,在6-31G**水平上和URHF溶剂半径中优化乙腈溶剂中四种芳酰基硫脲及其氟离子复合物的几何构型,从几何结构参数、电荷布居、前线轨道、结合能以及热力学参数等角度探讨复合物形成过程中主客体间的相互作用,结果表明,芳酰基硫脲在乙腈溶液中识别氟离子是一个自发过程,识别作用主要是硫脲氮氢与氟离子的氢键作用。受体分子识别氟离子能力与取代基密切相关,以N-对硝基苯基-N’-对硝基苯甲酰基硫脲氟离子复合物最稳定。在基态结构的基础上用相同的理论水平计算了乙腈溶剂中四种受体分子及氟离子复合物的电子吸收光谱。结果表明,有取代基的芳酰基硫脲识别氟离子后的光谱行为变化大,有利于使用比色法检测阴离子。光谱理论计算值很好地反映了实测值,这为实验室开展工作提供了依据。     

新型鸟嘌呤类似物y-鸟嘌呤及其异构体电子光谱性质的理论研究

荧光核酸碱基类似物的设计合成是众多研究领域的热点课题. 本文利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)考察了新型鸟嘌呤类似物y-鸟嘌呤(yG-t1) 及其五个异构体(yG-t2到yG-t6)的结构性质、电子性质和光谱性质, 同时考察了甲醇溶剂和碱基配对对其光谱性质的影响. 研究表明, 气相中y-鸟嘌呤的标准结构并不是最稳定的结构, 其具有三个能量相近的异构体, y-鸟嘌呤最有可能以这三种形式存在. 光谱性质研究表明y-鸟嘌呤的最大吸收波长比天然鸟嘌呤大得多, 人们可以对其进行选择性激发. y- 鸟嘌呤的标准结构与其异构体显示出不同的光谱特性, 因此可以利用其电子光谱指纹对它们进行区分. 研究发现甲醇溶剂将使y-鸟嘌呤标准结构的最大吸收波长和荧光发生蓝移, 而使其他异构体相应值发生红移; 与胞嘧啶配对将使yG-t1, yG-t2, yG-t5 和yG-t6的最大吸收波长和荧光波长发生蓝移, 表明y-鸟嘌呤的电子光谱性质受环境影响较大.     

螺桨烷型分子BX[(CH_2)_n]_3和BX(CH_2)[CH(CH_2)_nCH](X=N,P)的结构和性质

采用密度泛函理论(DFT)研究了螺桨烷型分子BX[(CH2)n]3和BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P;n=1-6)的结构、稳定性、化学键和电子光谱性质.计算结果表明这些分子都是稳定的.BX[(CH2)n]3(X=N,P;n=1-6)的最高占据分子轨道(HOMO)和最低空分子轨道(LUMO)之间的能隙均大于5.20 eV,其中BN[CH2]3和BP[CH2]3的能隙超过7.0 eV,与C5H6的能隙(7.27 eV)很接近,BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P;n=1-6)的能隙在6.80 eV左右.所研究分子能量的二阶差分表明BN[(CH2)3]3、BP[(CH2)4]3及BX(CH2)[CH(CH2)2CH](X=N,P)是最稳定的.BX[(CH2)n]3的Wiberg键级表明除了BN[(CH2)n]3(n=2和6)中不存在B―N键,其它化合物中B和N均形成了化学键,BP[(CH2)n]3中除了BP[(CH2)2]3不存在B―P键,其它的均存在.电子密度的拓扑分析表明N―B键属于离子键,而P―B键具有共价键特征.BX[(CH2)n]3(X=N,P)的第一垂直激发能分别在191.1-284.8 nm和191.8-270.1 nm之间,BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P)的第一垂直激发能分别在190.5-199.7 nm和209.0-221.3 nm之间.     

氮杂及硼杂碳笼的电子结构和光谱研究

用INDO方法研究了氮杂与硼杂碳笼CnX(n=59,69;X=N+,B-)的电子结构和光谱,表明CnX与C60,C70相比将发生结构畸变,氮杂碳笼比硼杂碳笼稳定,C70中靠近极附近的两种C原子易被杂原子置换.本文在对电子跃迁进行理论指认的同时,讨论了光谱红移的原因.     

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…     

含氯不对称配体8-羟基喹啉铝配合物电子和光谱性质的TDDFT研究

以含时密度泛函理论(TDDFT) B3LYP方法通过电子结构计算研究了含氯不对称配体8-羟基喹啉铝配合物AlQ(ClQ)₂的吸收和发射光谱性质. 计算表明, 第一激发态与基态结构变化主要集中在单一含氯配体中, 与mer-AlQ₃相比, 前线占有轨道离域程度变大而未占据轨道则定域化程度提高. 最大吸收主要来自配体内电荷转移跃迁, 电荷从苯酚环和氯向含氮的吡啶环跃迁. 电子陷入态计算表明, 抽取电子能量比AlQ₃相应值略大, 与实验结果一致.     

2-(2,5-二羟基苯基)-5-甲基-2,5-二氢吡咯并[3,4]富勒烯的合成和电子光谱的理论研究

利用丙氨酸和2,5-二羟基苯甲醛所形成的亚胺叶立德与C₆₀发生1,3-偶极环加成反应, 合成并分离、纯化制备了一种新的C₆₀吡咯烷衍生物: 2-(2-5-二羟基苯基)-5-甲基-2,5-二氢吡咯并[3,4]富勒烯. 通过¹H NMR, FT-IR, UV-vis和元素分析确定了其结构, 研究了体系的电化学和荧光性质. 采用密度泛函的方法, 在B3LYP/6-31G水平上对分子的几何构型进行了优化, 得到稳定的几何构型; 运用INDO/S方法计算了化合物的电子光谱, 计算结果434.2 nm与实验值432.0 nm基本一致.     

低对称性硫代烃基四氮杂卟啉的合成、表征及电化学性质研究

合成了硫代烃基四氮杂卟啉2,3,7,8,12,13-六(甲硫基)-17,18-一(二噻英)四氮杂卟啉[H₂Pz(dtn)(mt)₆]及其过渡金属配合物MPz(dtn)(mt)₆,由元素分析、质谱、¹HNMR、UV-Vis和IR光谱对其组成和结构进行了表征,通过循环伏安测试结果讨论了H₂Pz(dtn)(mt)₆的电化学性质,证明H₂Pz(dtn)(mt)₆的还原过程为单电子连续传输过程,属于CE机理.研究了H₂Pz(dtn)(mt)₆对正极材料MnO₂在锂离子电池中的修饰作用.结果表明,H₂Pz(dtn)(mt)₆对改善锂离子电池的初始充放电容量和循环次数都有明显的增加.