取代基对分子线电子性质的影响

采用Gaussian98量子化学软件中的AM1方法，分别计算不同取代基下分子线的电子结构。通过对最低未占有轨道（LUMO）形状的分析，研究了不同取代基对分子线电子性质的影响。结果显示吸电子基可以引起LUMO的定域化，从而对分子线的电子输运产生了影响。     

外电场中OH分子的激发与势能函数

本文采用MPW1PW91/Aug-cc-pvtz方法和基组,优化了OH自由基分子在不同电场强度下的几何结构,并对该分子的能量,振动频率,偶极矩,红外光谱与电子激发,势能函数等进行了计算.计算结果显示:能量随着外电场的增加出现减小趋势,频率则是先增大后减小,偶极矩一直增加;电场从-0.02a.u.数值增大致-0.05a.u.与0.00a.u.增大到0.05a.u.,红外光谱发生红移,在0.00a.u.到-0.02a.u.红外谱发生蓝移;无电场时激发波长均处于紫外区域,激发态中未见有能量简并现象出现;有电场时,振子强度受电场影响很大,一些禁阻跃迁的谱线被激发出来,且电场对UV-Vis吸收光谱影响甚大;进行单点势能函数Morse势函数拟合,拟合得到的势参数与实验值、文献值基本符合.电场导致OH分子的势能深度逐渐减小,降低了OH解离能.     

MgO在外电场作用下的分子特性研究

在不同理论水平优化得到MgO分子的基态稳定构型,通过与实验值的比较,选取密度泛函B3LYP方法和6-311++g(d,p)基组对MgO在不同外电场(-0．015,-0.010,-0.005,0.005,0.010,0.015 a．u．)下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对MgO分子基态总能量、键长、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布及红外光谱的影响．结果表明,随着 Mg→O方向外电场的增加,分子键长、偶极矩和能隙递减,原子电荷也递减,总能量升高,频率及其红外强度递增;在外电场作用下,MgO基态分     

GaAs在外电场作用下的分子特性研究

用密度泛函B3LYP方法在6-311++g(3df,3pd)基组水平下对GaAs在不同强度外电场(-0.003～0.003 a.u.)下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对GaAs分子基态总能量、键长、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布、红外光谱及势能曲线的影响.结果表明,随着Ga→As方向外电场的增加,分子键长、偶极矩增大,原子电荷也递增,能隙、谐振频率及其红外强度递减,总能量降低;在外电场作用下,GaAs基态分子势能曲线也发生变化,离解能随之变化.     

AIF分子外场效应的量子化学研究

选取密度泛函B3LYP方法和6—311＋＋g（d,P）基组对AlF分子在不同外电场（-0．015～0．015 a.u．）及没有外场下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对AlF分子基态总能量、键长、偶极矩、能隙、电荷分布及红外光谱等的影响．结果表明,随着Al→F方向外电场的增加,分子键长和偶极矩递减,原子电荷也递减,总能量升高,能隙增大,频率随Al→F方向外电场的增加而增加,其红外强度则递减;在外电场作用下,AlF基态分子势能曲线升高,离解能增大。     

碳分子线激发态特性的TDDFT方法研究

采用含时密度泛函（TDDFT）方法研究了外电场对碳分子线激发态、振子强度和偶极矩的影响,结果表明外电场的大小对碳分子线激发态激发能、振子强度等都有明显影响。碳分子线的电偶极矩随Z轴方向电场的增强而急剧增大。进一步分析表明,Z轴方向电场的存在使正负电荷分别向某端聚集,从而会对碳分子线的电子传输、伏安特性等产生一定的影响。     

2,4,6-三{[4-(4-羟乙氧基)苯亚甲胺基]苯乙烯基}均三嗪的结构、光谱及热力学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31+ G+水平下研究了2,4,6-三((4-(4-羟乙氧基)苯亚甲胺基)苯乙烯基)均三嗪(BJZJSQ)分子的几何结构、红外光谱、电子吸收光谱及热力学性质.结果显示;BJZJSQ分子中心的2,4,6-三苯乙烯基均三嗪几乎在一个平面,各支链中的乙氧基苯亚甲胺基构成另一个平面,整个分子呈现出三叶扇形结构;气相分子的最强吸收峰位于416 nm处,源于HOMO→ LUMO、HOMO-1 →LUMO及HOMO-2→LUMO+1的混合跃迁,溶剂极性使其红移12 ～ 15 nm,溶剂的极性不影响最强吸收峰的跃迁性质;在溶剂相,355 nm处的弱吸收峰对应S0→S8电子跃迁;在298.15 K、标准大气压下,BJZJSQ分子标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别为-2680.23和-1349.67kJ·mol-1.     

外电场对碳原子线激发态特性的影响

利用含时密度泛函(Time-Dependent Density Functional Theory,TDDFT)方法在6-311++g**基组水平上研究了外电场对碳原子线前十个激发态特性和能级分布的影响.结果表明不同大小、不同方向的电场对碳原子线激发态和能级分布影响各不相同.其中沿分子轴方向较高的电场对碳原子线能级影响较为明显,影响了电子在分子中的输运,从而对碳原子线伏安特性产生一定的影响.     

N-(2-羟基苯亚甲基)苯胺衍生物分子内质子 转移取代基效应的密度泛函理论研究

在B3LYP/6-31+G(d,p)水平上研究了N-(2-羟基苯亚甲基)苯胺衍生物分子内质子转移的取代基效应.结果表明:吸电子基引入后会让分子更加趋于平面构型,而供电子基取代后让分子发生了一定程度的扭转;吸电子取代基引入后减小了分子平面的电子密度,拉近了N_1-H_2距离,增强了分子内氢键的强度,降低了醇式到酮式的结构互变能垒.供电子取代基引入后增加了分子平面的电子密度,加大了N_1-H_2间距,减弱了分子内氢键的强度,使得质子转移能垒升高.对分子的前沿轨道研究表明醇式较酮式结构来说更易形成激发态,并且能隙随着吸电子能力和供电子能力增强变小,说明其生物活性变强.     

外电场作用下SH2分子特性研究

在不同理论水平优化得到SH2分子的基态稳定构型,通过基态能量比较,选取密度泛函B3P86方法和6-311++g(3df,3pd)基组对SH2在不同外电场下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对SH2分子基态总能量、键长、键角、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布的影响.结果表明,随着Z方向外电场的增加,键角、偶极矩和H原子电荷递增,总能量、能隙和S原子电荷递减.分子键长随着Z方向外电场绝对值的增加而增加.     

不对称树枝状咔唑类衍生物的合成

以1,4-二溴苯和1,8-二碘联苯为原料分别与咔唑发生乌尔曼偶联反应制得两种相应的成对偶联分子,用NBS作为溴化试剂与这两种分子反应制得新型的多溴代产物:3,3′,6-三溴-1,4-双咔唑基苯、3,3′,6,6′-四溴-1,4-双咔唑基苯和3,3′,6-三溴-1,8-双咔唑基联苯.该溴化物与咔唑在铜催化下发生乌尔曼偶联反应制得3种新颖的树枝状咔唑类衍生物:3,3′,6-三(N-咔唑基)-1,4-双咔唑基苯、3,3′,6,6’-四(N-咔唑基)-1,4-双咔唑基苯、3,3′,6-三(N-咔唑基)-1,8-双咔唑基联苯.通过核磁、质谱分别对所合成的化合物进行了表征.     

外场操控单分子的电子转移动力学特性

研究单分子的电子转移动力学特性并进行可靠的量子操控是应用单分子于量子信息领域的先决条件.利用电场改变单分子与周围电子受体之间的库仑势垒,操控PMMA聚合物薄膜中的染料SR单分子的电子转移,发现分子荧光对电场响应存在增强效应.将电流引入染料SR单分子/ITO半导体纳米粒子系统中,观察到了电流操控下的单分子荧光强度熄灭效应,电子转移率达到91％.     

分子线的电子结构研究

分子通过硫氢官能团可以很强地吸附于金表面上,从而可作为连接体用于纳米电子学中的分子器件.本文利用密度泛函理论计算了分子的电子结构,讨论了温度对分子结构的影响,并利用轨道的扩展情况讨论了分子电子结构对分子线电导的影响.     

外电场作用下水分子结构和电子光谱

采用密度泛函B3P86方法在aug-cc-pvqz基组水平上优化得到了在不同外电场(-0.06～0.05a.u.)作用下,水分子的基态电子状态、几何结构、电偶极矩和分子总能量.在优化构型下利用杂化CIS-DFT方法(CIS-B3P86)研究了同样外电场条件下对水分子的激发能和振子强度的影响.计算结果表明,基态分子几何构型与电场大小呈现强烈的依赖关系,分子偶极矩m随电场的增加而减小.分子总能量随着电场增加而降低.无论是正向还是反向外电场作用下,激发能随电场增加而减小,表明在外电场作用下,分子易于激发和离解.     

外电场作用下水分子结构和电子光谱

采用密度泛函B3P86方法在aug—cc—pvqz基组水平上优化得到了在不同外电场（-0．06-0．05a．u．）作用下,水分子的基态电子状态、几何结构、电偶极矩和分子总能量。在优化构型下利用杂化CIS-DFT方法（CIS-B3P86）研究了同样外电场条件下对水分子的激发能和振子强度的影响。计算结果表明,基态分子几何构型与电场大小呈现强烈的依赖关系,分子偶极矩m随电场的增加而减小。分子总能量随着电场增加而降低。无论是正向还是反向外电场作用下,激发能随电场增加而减小,表明在外电场作用下,分子易于激发和离解。     

金属电极-原子线-金属电极体系密度泛函研究

分子轨道的空间扩展情况和原子线上电荷布居在实际上决定了分子器件的性质．本文对几种Al金属电极-原子线-Al金属电极体系进行了合理简化，构造出了类似单分子的模型，然后对模型使用分子动力学方法进行构型优化。进而对给出的几种优化结构使用密度泛函方法进行了计算．通过对HOMO和LUMO、HOMO和LUMO能隙以及HOMO和LUMO附近态密度分布定性分析，描述了体系电子结构和输运特性．结果显示。电极与原子线连接处的不同结构类型将会对体系的电输运性质产生较大影响．     

含硅聚炔分子链的电子结构特性

采用量子化学从头算方法对硅基取代型聚炔分子链的电子结构进行了理论计算.基本构型为硅原子取代碳-碳三键中的碳原子(Si—C≡C—),分子链的单元数从1到12;研究了不同长度分子链的能带结构、带隙宽度、前线轨道以及加入电荷对分子链性质的影响;探讨了结构与性能之间的关系及物理性质的微观机理.     

2-苯基-1,3-苯并唑衍生物分子的非线性光学性质

2-苯基-1,3-苯并唑分子为母体,设计了一系列取代衍生物,研究了不同取代基,不同取代位置对分子电子结构及分子的非线性光学性质的影响。研究结果表明取代位置对分子的一阶极化率影响不太,对分子的二阶、三阶极化率影响较大,目标分子的二阶极化率与分子的(μe-μg)/ΔE2有较好的相关性。在母体分子的7、8位连接-NO2,13位连接-NH2得到的分子其分子的二阶极化率最大,而在7、8位连接-NH2,13位连接-NO2得到的分子具有最大的三阶极化率。     

卷曲BN纳米片电子性质的第一性原理计算

Zigzag型BN纳米片具有独特结构,卷曲BN纳米片由于层间的耦合作用和对称性的减少,将表现出一定的独特电子性质.通过第一性原理计算,利用MS软件中的DMOL3软件计算了不同机制下卷曲BN的能带结构、最高占据分子轨道、最低未占据分子轨道以及态密度.电场可以调节卷曲BN纳米片带隙的大小,随着电场增大,它们也会出现半导体-金属性的转变,且在同一电场强度下,电子性质的可调性还与电场方向有关.     

外场下四氟乙烯的激发特性研究

采用密度泛函B3PLP方法在6-311++G(2d,2p)基组上优化了不同外电场作用下四氟乙烯分子的基态几何结构、电偶极矩和分子的总能量,然后利用杂化CIS-DFT方法(CIS-B3PLP)在相同基组下探讨了无电场时四氟乙烯分子前6个激发态的激发能、波长和振子强度和外电场对四氟乙烯分子激发态的影响规律.结果表明,分子的几何构型与外电场大小有着较强的依赖关系.随着外电场的增大,分子总能量逐渐减小,电偶极矩μ逐渐增大,激发能随电场增加快速减小,表明在外电场作用下,四氟乙烯分子易于激发和离解,激发态波长随电场的增大而不断增大,且其电子跃迁光谱涵盖紫外区到可见光区.