巴比妥酸葡萄糖基取代衍生物电子光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

应用量子化学AM1半经验方法分别对巴比妥酸及硫代巴比妥酸的葡萄糖基系列取代衍生物B_1-5和T_1-5进行几何优化。基于优化后的稳定构型，利用INDO/CI方法计算其电子光谱。同时，根据完全态求和(SOS)公式计算其二阶非线性光学系数。结果显示，当葡萄糖基单元数增加时，无论是巴比妥酸衍生物还是硫代巴比妥酸衍生物，|β_μ| 均增大，尤其是硫代巴比妥酸衍生物增大更为显著，表明此种非共轭取代基同样可以改善材料的非线性光学性质。此外，随葡萄糖基链增长时，光谱的变化并不十分显著，且由于所有吸收带均在紫外光区内，因此推测所有体系均有望成为具有高度透明性的非线性光学侯选材料。     

3-羟基哒嗪及其CH3，NO2和Cl取代衍生物质子转移过程的理论研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-311 G*基组下,对3-羟基哒嗪及其CH3,NO2和Cl取代衍生物分子醇式和酮式结构互变异构化反应进行了研究,优化化合物的几何构型,寻找反应的过渡态,通过振动分析和内禀反应坐标(IRC)分析加以证实,计算了反应的活化能.结果表明,3(2H)-哒嗪酮及其带取代基的衍生物不论是单体,还是相对应的二聚体,比其相对应的异构体能量低,表明在通常情况下是以3(2H)-哒嗪酮及其衍生物形式稳定存在的,这与前人通过实验数据对3-羟基哒嗪互变异构体的比率进行预测的结果是一致的.根据计算结果讨论了异构化反应的机理.     

具有三维结构的Co(II)配合物二阶非线性光学性质的DFT 研究

以实验合成出的Schiff碱配体和Co(II)配合物为母体, 设计了Schiff碱配体和具有三维结构的Co(II)配合物. 采用密度泛函理论的 B3LYP/6-31g(d)-FF方法对具有开壳层电子组态Co(II)配合物及相应配体的二阶非线性光学(NLO)效应进行了计算. 结果表明: Schiff碱配体形成配合物后分子的二阶NLO性质没有发生大的改变, 这是由于金属Co2+离子在配合物电荷转移(CT)过程中起到了桥的作用, 对分子的二阶NLO响应直接贡献不大. 结合配合物的前线分子轨道分析发现, 在分子内电荷转移过程中, 对分子二阶NLO系数的主要贡献是配体内电荷转移(ILCT)跃迁.     

CH3O与ClO双自由基反应机理的量子化学研究

在QCISD(T)/6-311＋G(d,p)//B3LYP/6-311＋G(3df,3pd)水平上, 对CH₃O与ClO双自由基反应进行了理论研究. 结果表明, 该反应共有三个反应通道, 产物分别为HOCl＋CH₂O, CH₂O₂＋HCl和CH₃Cl＋O₂(¹Δ). 不论从动力学角度, 还是从热力学角度看, 形成产物HOCl＋CH₂O的通道均是最有利的, 因此为主要反应通道, 这与实验观察到的结果是一致的.     

金配合物[Au(C≡C-4-LNO2)(PPh3)二阶非线性光学性质的理论研究

用含时密度泛函理论组合态求和方法研究实验合成的金配合物[Au(C≡C-4-LNO2)(PPh3),L=—C6H4(1),—C5H3N(2)]和自行设计的金配合物[Au(C≡C-4-C4H2N2NO2)(PPh3)L=—C4H2N2](3)的非线性光学性质.计算结果表明,3个配合物的二阶非线性性质变化规律为β1<β2<β3,与芳香性的变化规律正好相反.3个配合物的频率色散理论计算结果与实验观测值不符,暗示着晶体合成时的晶胞排列方式是影响体系宏观NLO性质的关键因素之一.     

OXO (X=Cl,Br)与X (2P3/2)反应机理的理论研究

用密度泛函B3LYP/6-311+G**和高级电子相关的组态相互作用QCISD(T)/6-311+G**方法研究了OXO与X (2P3/2)双自由基反应的微观机理.研究结果表明该反应存在两个反应通道,产物分别为XO和X2+O2.由于形成产物XO的活化势垒较低,因而是主要反应通道,这与实验观察到的结果是一致的.而形成X2+O2的通道从动力学上看是不利的.     

Theoretical Study on One- and Two-Photon Absorption Properties of PPV Derivative with Electron-Donor Phenylanthracene as Pendent Group

Based on the equilibrium structures from quantum mechanics AM1 method, employing INDO/CI method and the sum-over-state （SOS） formula, the one-photon absorption （OPA） and two-photon absorption （TPA） properties as well as the second hyperpolarizabilities were discussed in detail for a kind of PPV derivative poly 2-（9-phenylanthracen-10-yl）-1,4-phenylenevinylene （P1）. The results indicate that the two-photon cross section （3） increases with the increasing of the number of repeating segment （n）, however only a slight increase corresponds to the increasing of molecular weight when the repeating unit number arrives at a certain number. From this point of view, the TPA cross section values of P1 were extrapolated through the linear fit of 3 value vs. 1/n. The δ value of P1 is as high as 181 GM （1 GM=10^-50 cm^4·s·photon^-1）. Concerning the influence of pendent group and extension of π-conjugation on 3 values, another four oligomers P2, PPV, P1-1, and P2-1 were investigated for comparison. The calculation results reveal that the position and property of pendent group have great influence on the OPA and TPA properties. A most crucial role for relatively larger 3 value was played by the extension of π-conjugation.     

N,N-B螯合物光物理性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了4种N,N-B螯合物1,1q,2和2q的基态和激发态结构、吸收和发射光谱、跃迁密度矩阵、分子内电荷转移特征、黄昆(HR)因子、FranckCondon因子和电子耦合等光物理性质,深入探究化合物1q和2q在几何结构微调后发光效率降低的本质原因.计算结果表明,N,N-B螯合物中喹啉取代吡啶,以及吲哚配体中N杂原子的引入对光物理性质产生了较大影响.相比于化合物1和2,化合物1q和2q由于共轭面的扩展导致HOMO-LUMO能隙变窄,使吸收红移.通过计算HR因子和跃迁密度矩阵对激发态的特征和几何弛豫进行分析,结果表明化合物1q和2q具有明显增强的片段间电荷转移特征,发射能和振子强度减弱导致kr减小,并且激发态和基态间的电子耦合急剧增强造成快速的非辐射衰变,导致化合物1q和2q在CH2Cl2溶液中不发光.同时,化合物1和2具有高效的发光效率和较大的斯托克斯位移,是一类有发展前景的发光材料.     

双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率与二阶超极化率的理论研究

采用量子化学UMP2/6-31G(d,p)方法优化双噻唑苯二聚体自由基分子的几何结构,以0.05nm为单位步长拉长与缩短2分子片之间的距离,选取5个点,采用DFTUB3LYP/6-31G(d,p)方法,对双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率和二阶超极化率进行理论计算.结果表明,自由基体系的单重态为相对稳定状态.在完全重叠的体系中,在单、三重态时极化率都随着2分子片间距离的增大而增加;三重态时二阶超极化率的绝对值随着2分子片间距离的增大而增大.部分重叠的体系,单重态时极化率随2分子片距离的增大而减小;三重态时,二阶超极化率的绝对值随着2分子片间距离的增大而增大.     

H2C（P（Ph）2AuX）2和HC（P（Ph）2AuX）3（X=I,CI）型配合物的…

根据配合物Ｈ２Ｃ（Ｐ（Ｐｈ）２ＡｕＸ）２（Ｘ＝Ｉ，Ｃｌ）和ＨＣ（Ｐ（Ｐｈ）２ＡｕＸ）３（Ｘ＝Ｉ，Ｃｌ）的晶体结构对它们进行了从头算研究，在ＭＰ２近似水平下得到绕Ｃ－Ｐ旋转所产生构象的势能曲线，从而揭示Ａｕ（Ｉ）－Ａｕ（Ｉ）相互作用，计算结果表明，在所研究的四个配合物中均存在Ａｕ（Ｉ）－Ａｕ（Ｉ）相互作用，该作用较弱，约为１０．０～１６．５ｋＪ／ｍｏｌ，与Ｓｃｈｍｉｂａｕｒ的实验估计值和Ｐｙｙｋｋｏ