L-苏氨酸卟啉锌配合物结构及ECD的谱理论研究

采用密度泛函理论方法和极化连续介质模型,对L-苏氨酸卟啉锌的基态几何构型进行了优化;以优化得到的稳定构型为基础,采用含时密度泛函理论进行了电子圆二色谱研究.计算获得ECD谱带形与实验谱基本吻合. 通过对有关跃迁性质的分析对实验谱进行了理论解析.     

L-苏氨酸卟啉锌配合物结构及ECD的谱理论研究

采用密度泛函理论方法和极化连续介质模型,对L-苏氨酸卟啉锌的基态几何构型进行了优化;以优化得到的稳定构型为基础,采用含时密度泛函理论进行了电子圆二色谱研究.计算获得ECD谱带形与实验谱基本吻合. 通过对有关跃迁性质的分析对实验谱进行了理论解析.     

染料敏化太阳能电池光敏剂卟啉儿茶酚的密度泛函和含时密度泛函研究

用密度泛函理论的杂化密度泛函B3LYP方法研究了太阳能电池光敏荆5,10,15.三苯基-20-(3,4-二羟基苯)卟啉(卟啉儿荼酚,TPP-cat)的几何结构、电子结构、IR和Raman特性.用自然键轨道方法分析了电荷布居和成键性质.计算结果表明,最强的IR吸收峰位于1175.81 cm-1处,最强的Raman活性位于1587.18 cm-1处.采用含时密度泛函计算了TPP-cat在水溶液中的电子吸收谱,其Soret带和Q带均指认为π→π*跃迁,在大约354 cm-1处的跃迁与一个光诱导分子内电荷转移过程有关.     

特丁基对苯二酚的光谱及密度泛函研究

特丁基对苯二酚是重要的食品抗氧化剂.理论上,基于密度泛函理论,采用B3LYP泛函及6-311G(d,p)基组在气相环境下优化分子的结构并进行频率计算.在此基础上,基于含时密度泛函理论,选用SMD(solvation model based on density)溶剂模型,利用B3LYP泛函并结合def2-TZVP基组计算分子在无水乙醇溶剂中的前50个激发态.再通过Multiwfn软件对红外光谱做振动分析并考察分子间相互作用对红外光谱的影响,对紫外光谱做分子轨道和电子空穴分析.实验上,通过KBr压片法,利用傅里叶红外变换光谱仪测定样品红外光谱.采用液相法,以乙醇为溶剂,利用紫外可见分光光度计测定样品紫外光谱.通过对比分析可知,理论光谱与实验光谱总体吻合较好.红外光谱各基团的特征吸收峰都较为明显且较好吻合,特丁基对苯二酚二聚体存在氢键作用,这使得O—H键的强度被削弱,导致吸收频率降低并在3670—3070 cm^-1处出现一个宽峰.紫外光谱主要由基态跃迁至第1,2,6,7激发态形成,最大吸收峰位于200 nm以下,为π→π^*和s→π^*跃迁形成,268.8 nm和221.4 nm处的吸收峰均为n→π^*和π→π^*跃迁形成.由电子空穴图可知,这4个主要激发均为电子局域激发.     

光学材料 发光材料、荧光材料

O482.312006054647双联吡咯啉类锌配合物的光物理性质的理论研究=Theo-retical investigation on photophysical properties of bis(dipyrrinato)zinc complexes[刊,中]/付有志(白城师范学院化学系.吉林,白城(137000)),杨国春…//东北师大学报(自然科学版).—2006,38(1).—76-79采用密度泛函B3LYP方法,使用6-31G(d)基组优化双联吡咯啉锌配合物(a)和双(5,5’,7-三甲基)-联吡咯啉锌配合物(b)的几何结构,在获得稳定构型的基础上,讨论了体系的光物理性质。计算得到的吸收光谱值和实验值吻合,通过前线分子轨道分析表明,主要跃迁是卟啉配体的π…     

1,8-萘啶衍生物分子结构与理论电子光谱

采用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d)方法优化计算4种2,4-二甲基-7-氨基-1,8-萘啶衍生物分子结构,探讨了其分子结构与前线分子轨道、能量的关系。运用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了它们的气相和溶液相电子光谱,研究了溶剂模型和计算方法对理论光谱的影响。计算结果表明,4种萘啶衍生物均含离域π键,HOMO与LUMO能级差ΔE较小,且大小顺序与它们的最大吸收波长实验值变化趋势一致。理论电子光谱证实,1,8-萘啶衍生物的吸收光谱随共轭性增强逐渐红移, 最大吸收源自于HOMO→LUMO的π→π*电子跃迁。PCM-B3LYP/6-31+G(d)计算结果与实验值相比,最大吸收波长分别相差2.6,10.3,5.3和6.9 nm,能量相差0.03,0.09,0.04和0.08 eV。因此,在考虑溶剂效应条件下,采用B3LYP/6-31(d) 方法优化分子构型和TD-DFT方法获得的电子光谱与实验光谱具有一致性。     

ZnqCl2及其衍生物的电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

采用从头算法(abinitio)和密度泛函理论(DFTB3LYP)方法,对二氯取代的八羟基喹啉锌(ZnqCl2)及其2种衍生物的基态结构进行优化,同时用abinitioHF单激发组态相互作用(CIS)法在6-31G(d)基组上优化其最低激发单重态几何结构,用含时密度泛函理论(TD-DFT/B3LYP)及6-31G(d)基组计算吸收和发射光谱。计算表明,该类物质电子在基态与激发态间的跃迁,主要是在配体8-羟基喹啉(q)环内的电荷转移,电子从含O的苯酚环转移至含N的吡啶环上,发射光谱的计算值与实验值基本符合。该类化合物的电子亲和能较大,都是优良的电子传输材料,改变中心金属原子对配合物光谱性质影响不大。     

SiN分子外电场情况下的发光特性

为全面分析外电场对分子发光特性的影响, 本文采用密度泛函B3P86方法6-31g(d)基组, 对SiN分子进行了基态结构的优化, 进而使用含时密度泛函方法(time dependent density functional theory, TDDFT), 计算了不同方向及大小的外电场情况下SiN分子的吸收谱、激发能、振子强度、跃迁偶极矩. 通过比较发现外电场对该分子的激发能、吸收谱、跃迁振子强度及跃迁偶极矩影响都比较明显, 说明了电场对SiN分子的激发特性影响比较复杂, 特别是在加场前后分子均有在可见光区波段的吸收谱, 这对研究分子的发光很有意义.同时对该分子所发可见光谱的产生机理进行了分析, 并与已有实验结果进行比较.     

Se_7环两种构型的结构和红外振动光谱的理论研究

在从头算层次上采用自洽场Hartree -Fock(SCF -HF)与密度泛函理论 (DFT)的定域自旋密度泛函SVWN和杂化泛函B3LYP方法以及 6 - 31 G(d)基组 ,计算优化了Se7环chair和boat两种分子构型。以B3LYP/ 6 - 31 G(d)优化的结构为基础 ,计算了Se7环两种构型的红外振动光谱 ,标定了这两种构型的各个简谐振动模式的对称性。计算结果与前人的理论、实验数据进行了比较。     

Se7环两种构型的结构和红外振动光谱的理论研究

在从头算层次上采用自洽场Hartree-Fock(SCF-HF)与密度泛函理论(DFT) 的定域自旋密度泛函SVWN和杂化泛函B3LYP方法以及6-31+G(d)基组,计算优化了Se7环cha ir和boat两种分子构型。以B3LYP/6-31+G(d)优化的结构为基础,计算了Se7环两种构型 的红外振动光谱,标定了这两种构型的各个简谐振动模式的对称性。计算结果与前人的理论 、实验数据进行了比较。     

左旋尤利沙星电子结构及ECD谱的理论研究

采用DFT及TD-DFT方法在B3LYP/6-311++G**水平对左旋尤利沙星的电子结构及ECD谱进行了理论研究. 研究发现,环A、环B、环C及羰基之间共轭,成刚性平面结构. 电子密度拓扑分析发现,H(23)与O(19)之间存在分子内氢键;水溶液中,分子内氢键作用加强,键长缩短为0.1624 nm,键鞍点电荷密度增加为0.0581 a.u.. 理论研究获得的ECD谱与实验谱基本吻合. 水溶液中,左旋尤利沙星在244 nm处存在负性康登效应,在253、278、333 nm处存在正性康登效应. 轨道成份分析显示,电子跃迁所涉及的轨道均为π轨道;因此,所有的康登效应均由π→π*荷移跃迁引起. 这些结论对于深入理解尤利沙星的电子结构和手性光学性质具有一定的意义.     

密度泛函理论研究吲哚并咔唑同分异构体结构,芳香性和光谱性质

在B3LPY/6-31G(d, p)基组水平上,利用密度泛函理论(DFT)优化了吲哚并咔唑五种同分异构体的几何和电子结构.基于这五种同分异构体的几何结构下,其吸收和发射光谱的研究使用相同的基组水平并采用极化连续介质模型(PCM)下用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算.由于三种近似线性分子(吲哚并[2,3-a]咔唑、吲哚并[2,3-b]咔唑和吲哚并[3,2-b]咔唑)的电荷转移跃迁的振荡强度较大,这些异构体的发射光谱存在明显差异;基于吲哚并[2,3-c]咔唑和吲哚并[3,2-a]咔唑的构型特征,这两种同分异构体的发射谱具有高能量.比较计算结果表明,吲哚并[2,3-b]咔唑在这些分子中的振荡强度最大.这是因为当吲哚并咔唑的五种同分异构体的结构从基态变为激发态时,这些分子的分子轨道(MO)能级不同.由计算结果还得出,这五个分子适用于P型传输材料,并且每个分子的三个苯环均具有共轭效应.     

经式8-羟基喹啉铝的光谱与激发性质密度泛函

经式8-羟基喹啉铝(mer-Alq3)是一种光电性能优良的小分子有机半导体发光材料.本文采用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G*方法和基组对其进行结构优化,计算并研究了该分子的红外光谱、拉曼光谱和前线轨道.计算得到的红外光谱、拉曼光谱均与实验相符.前线轨道表明基态最高占据轨道(HOMO)的电子云主要集中在苯酚环,最低未占据轨道(LUMO)的电子云主要集中在吡啶环.用含时密度泛函理论(TDDFT)计算得到紫外-可见吸收光谱,采用空穴-电子分析法研究了电子激发特征.结果表明:电子从基态到激发态的跃迁,主要是8-羟基喹啉环内或环间的电荷转移,以π-π*跃迁为主,包括局域激发和电荷转移激发两种类型.本工作对mer-Alq3分子发光机理提出更深入的认识,能为进一步提高该分子发光效率和调控分子的发光范围提供一定的理论指导.     

邻硝基苯甲醛缩对乙酰氨基苯胺席夫碱的分子结构和红外光谱密度泛函理论

采用密度泛函理论(DFT)-B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上对邻硝基苯甲醛缩对乙酰氨基苯胺席夫碱的几何构型进行了全优化,得到其最稳定构型及能量.在优化结构基础上用同样的方法和基组计算了该分子的红外光谱振动频率并绘制了红外光谱图.在Gaussian View程序上对其红外光谱进行了归属.     

PuH2分子激发态的外场效应

采用密度泛函(DFT)方法B3LYP/Gen,在Pu为SDD基组、H为6-311 G**基组水平上优化得到了分子轴方向不同电偶极场(-0.005~0.005 a.u.)作用下,二氢化钚的基态电子状态、几何结构和分子总能量.在优化构型下用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP)研究了同样外电场条件下对二氢化钚的激发能、振子强度、自旋污染和Pu原子正电荷的影响.计算结果表明,分子几何构型与电场大小和方向呈现较强的依赖,H-Pu-H的角度线性减少,分子总能量线性减少;自旋污染随电场增加线性增加;Pu原子正电荷随电场增加而线性减小;激发能随电场强度增加而减小,且对电场方向的依赖呈现近似对称性,满足Grozema关系.电场对振子强度的影响比较复杂,但仍满足跃迁选择定则.     

氯化四苯基铁卟啉和氯化四全氟代苯基铁卟啉的密度泛函研究

用密度泛函B3LYP／STO-3G*和B3LYP／6-31G*方法对血红素模拟物分子铁卟啉分子Fe(TPP)Cl和Fe(TPPF20)Cl进行了几何结构优化和单点能量计算,对它们的分子轨道、电荷密度和自旋密度分布做了详细分析．数据表明,有部分自旋电子由Fe原子向卟啉环转移,同时有部分自旋与Fe原子3d轨道上单电子自旋相反的电子由卟啉环向Fe原子迁移．两个铁卟啉分子的最高占有轨道结构相似,电子和自旋在卟啉环与Fe原子之间的转移是由于Fe-卟啉环间的π键和σ键相互作用引起的,氯化四全氟代苯基铁卟啉分子中的这种转移更强一些、稳定性更强一些．另外,还根据分子轨道对称性讨论了催化活化分子O2的机理．     

强外电场作用下BF分子结构和激发特性

采用密度泛函(DFT)方法LSDA在6-311++G(d,p)基组水平上优化得到了分子轴方向不同电场(-0.03～0.05a.u.)作用下,BF分子的基态结构参数、电偶极矩μ、电荷分布、HOMO能级、LUMO能级等。在优化构型下,用同样的基组采用杂化CIS-DFT方法(CIS-LSDA)研究了同样外电场条件下对BF分子的激发能和振子强度的影响。结果表明:随着电场的增加,分子结构与外电场有着强烈的依赖关系,且对电场方向的依赖呈现非对称性。分子总能量先增大后减小,电偶极矩μ先增大,后减小,最后不断增大。电场对振子强度的影响比较复杂,有的增大有的减小,表明电子跃迁光谱强度受外场影响。     

左旋尤利沙星电子结构及ECD谱的理论研究

采用DFT及TD-DFT方法在B3LYP/6-311+-G**水平对左旋尤利沙星的电子结构及ECD谱进行了理论研究.研究发现,环A、环B、环C及羰基之间共轭,成刚性平面结构.电子密度拓扑分析发现,H(23)与O(19)之间存在分子内氢键;水溶液中,分子内氢键作用加强,键长缩短为0.1624 nm,键鞍点电荷密度增加为0.0581 a.u..理论研究获得的ECD谱与实验谱基本吻合.水溶液中,左旋尤利沙星在244nm处存在负性康登效应,在253、278、333 nm处存在正性康登效应.轨道成份分析显示,电子跃迁所涉及的轨道均为π轨道;因此,所有的康登效应均由π→π*荷移跃迁引起.这些结论对于深入理解尤利沙星的电子结构和手性光学性质具有一定的意义.     

环四甲撑四硝胺(HMX)结构和性质的DFT研究

用密度泛函理论 (DFT)B3LYP方法 ,取 6 - 31G 基组 ,求得环四甲撑四硝胺分子的几何构型、电子结构、IR谱和 2 98～ 12 0 0K的热力学性质 .全优化几何构型和电子结构均具有Ci 对称性 .在相邻原子之间以N -NO2 键的Mulliken集居数最小 ,表明其间电子分布较少 ,预示其为热解和起爆的引发键 .IR谱与实验结果良好相符     

基于密度泛函理论的叶绿素A性质的研究

在液相环境中,采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TD-DFT)、Multiwfn波函数分析软件,在pbepbe/6-311g(d)基组水平上,计算并分析了叶绿素A的结构、紫外光谱和电子—空穴分布,结果表明:pbepbe/6-311g(d)方法是计算叶绿素A紫外吸收光谱更精确的方法;叶绿素A分子的吡咯环与取代基相互作用的过程中,吡咯环Ⅳ受侧链"尾巴"的影响最大;理论计算的紫外光谱与实验数据吻合较好,其中635.71 nm和446.87 nm处的两个吸收峰可认为是叶绿素A的特征吸收峰;侧链或取代基团在叶绿素A激发过程中是给电子体,卟啉"头"既是电子供体,也是电子受体.