C36富勒烯氮杂环衍生物的分子第一超极化率理论研究

利用HF/3-21G方法对18种C36富勒烯氮杂环衍生物进行了结构优化,并通过频率分析考察了优化的结构是否稳定.利用CPHF/3-21G方法计算了体系的第一超极化率及其它物理性质.计算结果表明,设计的分子属于一维电荷转移体系,然而,其性质与传统的D-π-A体系的性质有许多差异.取代基R为吸电子基以及体系较小的能隙能有效地提高体系的第一超极化率.本文设计的C36氮杂环衍生物的β/λmax较大,是一类非线性光学响应强且透光性好的新型非线性光学材料.     

氮蒽衍生物的分子第一超极化率的理论研究

用HF/6-31G(d)//CPHF/6-31G(d)方法获得了氮蒽衍生物分子的优化结构和分子第一超极化率.结果表明,在氮蒽的4位取代推电子基,11位取代吸电子基而得到的衍生物有相对较大的第一超极化率.苯环上取代基的种类、HOMO-LUMO的能隙及N1原子上的孤对电子对分子第一超极化率都有较大的影响.另一方面,设计的氮蒽衍生物具有较好的透光性和热稳定性,是一类具有潜在的应用价值的非线性光学材料.     

含氮和硼掺杂的六元环的非线性光学化合物的几何结构和第一超极化率

采用HF/6-31G(d)//CPHF/6-31G(d)方法研究了含氮和硼掺杂的六元环非线性光学化合物的优化结构、第一超极化率和其它物理性质.根据计算结果分析和讨论了推/吸电子基团的取代位置和极化率对体系的超极化率的影响.本文的研究结果有助于设计新型的非线性光学材料.     

双氰亚甲基吡喃衍生物分子第一超极化率的理论研究

利用HF/631G(d)∥CPHF/631G(d)方法研究了双氰亚甲基吡喃衍生物的结构和分子的第一超极化率.根据计算结果讨论了取代基、分子内电荷转移、前线轨道能隙等对设计分子的第一超极化率的影响.计算结果表明设计的双氰亚甲基吡喃衍生物的β最大值高达51.87×10-30 m5/C,具有较高的非线性光学响应,同时分子的电子光谱最大吸收峰均在340～370 nm之间.具有较好的透光性,这都说明双氰亚甲基吡喃衍生物是一类具有潜在应用价值的二阶非线性光学材料.     

碱土金属类无机碱金属化合物的静态第一超极化率的理论研究

为设计品优的非线性光学材料,我们把两个碱土金属原子掺杂于（NH₂CH₃）₄形成了碱土金属类无机碱金属化合物——Be （NH₂CH₃）₄M （M=Be,Mg和Ca）,和已被合成的Li （NH₂CH₃）₄Na类似,Be （NH₂CH₃）₄M （M=Be,Mg和Ca）的外侧碱土金属的NBO电荷是负值,这说明它们展现出了良好的碱土金属类无机碱金属化合物特征。Be （NH₂CH₃）₄M （M=Be,Mg和Ca）同时还具有相当大的静态第一超极化率（β₀）,其中最大值为657794（6.58×105） au （Be （NH₂CH₃）₄Be）。所有的具有碱土金属类无机碱金属化合物特征的Be （NH₂CH₃）₄M （M=Be,Mg,和Ca）比具有无机碱金属化合物特征的Li （NH₂CH₃）₄M''（M''=Li,Na和K）有更大的β₀值。这些说明对于增加非线性光学响应来说,碱土金属原子掺杂是一种品优的方式。     

新型D-π-A分子的设计及第一超极化率的理论研究

采用HF/6-31G(d)//CPHF/6-31G(d)方法研究了42个设计D-π-A分子的结构、分子的第一超极化率和其它物理性质.研究结果表明,取代基、分子内电荷转移、前线轨道能隙和偶极矩等对设计分子的第一超极化率有影响.本文的研究结果为设计和合成性能优良的有机非线性光学(NLO)材料提供理论指导.     

给体-受体共轭型希夫碱的分子第一超极化率的理论研究

采用HF／6-31G（d）／／TDHF／6-31G（d）方法研究了给体-受体共轭型希夫碱的几何结构和分子的第一超极化率,并与可利用的实验结果进行了比较．研究表明,这类希夫碱具有非平面的结构．另一方面,吸电子基和供电子基的种类,分子的共轭程度,基态与激发态之间的分子内电荷转移及HOMO-LUMO能隙对希夫碱分子的第一超极化率有明显的影响．     

1,2,3,4-四氢喹唑啉衍生物的第一超极化率的理论研究

用HF/6-31G（d）方法优化了1,2,3,4-四氢喹唑啉（THQ）衍生物的结构,并进行了频率分析以保证优化的结构是稳定的.利用CPHF/6-31G（d）方法计算了分子的第一超极化率β.通过计算考察和分析了外场频率、苯环上取代基的位置、分子内的电荷转移量、HOMO-LUMO的能隙对分子第一超极化率的影响.结果表明,THQ的6位取代衍生物有相对较大的第一超极化率.本文设计的大部分THQ衍生物分子具有较大的β0/λmax,它们是热稳定性好、透光性好的二阶NLO材料.     

二苯醚衍生物的第一超极化率的理论研究

研究的二苯醚衍生物是氧桥Λ型分子,它含有两个D-π-A轴,属于典型的二维电荷转移体系,且它们的βxxx/βyxx< 1.我们利用HF/6-31G(d)//TDHF/6-31G(d)方法得到的二苯醚衍生物的第一超额级化率β计算值与可利用的实验值之间存在近似的线性关系.优化得到的此类分子的结构不对称,通过自然键轨道(NBO)分析发现,取代基和桥原子氧对分子的非线性光学性质有一定的影响.需要指出的是,这类分子的βtot在10-29esu左右,但是这类分子的透光性和热稳定性较好.     

具有大分子第一超极化率的有机发色团的从头算研究

用HF/6-31G方法对设计的14种D-π-A共轭分子进行了几何优化,然后用含时Harteer-Fork（TDHF）方法计算了这些分子的第一超极化率卢,并讨论了分子的第一超极化率与分子结构之问的关系．结果表明,具有高度离域的共轭体系及强的吸电子和供电子基团导致分子具有大的第一超极化率．     

大于C60／C70富勒烯的分子构型

讨论了富勒烯的分离提纯，手征性结构的发现，Ｃ７８的分子结构等问题。     

稀土金属La吸附掺杂BN纳米管储氢性能的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了稀土金属La吸附掺杂对单壁BN纳米管储氢性能的影响.通过分析计算结果得到,稀土金属La可以稳定吸附到BN纳米管上,每个La原子最多可以吸附六个氢气分子,系统的储氢量能达到4.50wt%,平均结合能为0.223eV.根据态密度图分析可知,由于La的5d、6s轨道与BN纳米管中B、N原子的2p轨道发生杂化,使得La原子与其周围的原子发生了电荷转移,带正电的La原子将会极化吸附在其周围的氢气分子,使得更多的氢气分子聚集在其周围.本文的研究对于实验上合成高性能的BN纳米管储氢材料具有一定的指导意义.     

第一系列过渡元素羰基化合物的核磁共振碳谱的研究

用密度泛函B3LYP方法在6-31 G(d,p)水平下优化了三种第一系列过渡元素单核羰基化合物几何构型,进行了振动分析,并用GIAO方法在相同的基组水平上对它们的核磁共振碳谱进行了研究;同时,在B3LYP/6-31G(d,p)基组水平上对两种第一系列过渡元素双核羰基化合物进行了构型优化和振动分析,并在B3LYP/6-31 G(d,p)基组水平上进行核磁共振碳谱的计算.计算结果与实验结果吻合较好.     

一种二茂铁衍生物的合成、表征及分子超极化率的测定

本文合成了一种新的二茂铁共轭取代衍生物（反式）一［１一二茂铁基一２一（４一氯苯基）乙烯］．用元素分析、红外光谱、紫外光谱、晶体结构进行表征，采用电场诱导二次谐波方法测定了该分子的超极化率。     

富勒烯[4,6]-(C24)n(n=1,2,4,8)及相应的BN团簇的理论研究

用AM1半经验量子化学方法,对富勒烯[4,6]-(C₂₄)_n(n=1,2,4,8)及相应的BN完全取代物进行几何构型优化和频率分析.计算结果表明,BN团簇及相应的全碳富勒烯的稳定性均随对称性的变化而呈现相似的递变规律;BN取代增强了体系的稳定性,使得BN团簇有望在实验室中得到;各分子的净电荷分布为实验室寻找分子反应的活性部位提供了理论依据.[     

富勒烯化合物研究进展

介绍富勒烯的发现过程、独特的结构特征,综述了富勒烯及其化合物的结构特点、物理和化学性质,并预测了该类化合物应用前景.