氫鍵是一種常見且重要的弱相互作用,在許多物質、分子中都含有氫鍵。氫鍵是兩個電負性很大的原子X、Y相互接近,在X、Y之間以氫為媒介,生成X-H···Y形式的一種特殊的分子間或者分子內相互作用。激發(fā)態(tài)分子內質子轉移（ESIPT）作為一種重要的反應機理,其反應主要是通過氫鍵發(fā)生的,氫鍵的相互作用力為反應提供驅動力,氫鍵的強弱會影響到質子轉移的速率。研究發(fā)現(xiàn)溶劑極性對氫鍵和激發(fā)態(tài)分子內質子轉移有重要影響,這對物理、化學和生物等領域都有重要意義。通過實驗觀察發(fā)現(xiàn)了4’-甲氧基-3-羥基黃酮（4M3HF）和2-（4-（二甲基氨基）苯基）-3-羥基-6,7-二甲氧基-4H-色烯-4-酮（HOF）分子在不同溶劑環(huán)境中的光物理現(xiàn)象。但是實驗上并沒有對這兩種分子的反應機理進行更為細致的討論。在這篇文章中,我們使用DFT和TDDFT方法對4M3HF分子和HOF分子的激發(fā)態(tài)分子內質子轉移過程進行了詳細的理論研究。我們優(yōu)化了基態(tài)和激發(fā)態(tài)的分子結構,計算了紅外振動光譜、前線分子軌道、電荷轉移、勢能曲線和過渡態(tài)結構。計算出的吸收和發(fā)射光譜值與實驗數(shù)據(jù)相匹配。通過計算得到的氫鍵長度和角度確認了激發(fā)態(tài)氫鍵強度的增強機理... 

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 光物理和光化學的發(fā)展
    1.2 氫鍵
    1.3 激發(fā)態(tài)質子轉移
第2章 理論方法
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 密度泛函介紹
        2.1.2 Thomas-Fermi模型
        2.1.3 Hohengerg-Kohn定理
        2.1.4 Kohn-Sham方程
    2.2 含時密度泛函理論
第3章 不同環(huán)境對4M3HF分子激發(fā)態(tài)分子內質子轉移的影響
    3.1 簡介
    3.2 理論計算
    3.3 結果和討論
        3.3.1 4M3HF的幾何結構
        3.3.2 4M3HF的紅外振動光譜和電子光譜
        3.3.3 4M3HF的前線分子軌道的分析
        3.3.4 4M3HF的 RDG等值面
        3.3.5 ESIPT反應機理分析
    3.4 本章結論
第4章 溶劑環(huán)境對HOF分子的激發(fā)態(tài)分子內質子轉移的影響
    4.1 簡介
    4.2 理論計算
    4.3 結果和討論
        4.3.1 HOF的幾何結構
        4.3.2 HOF的紅外振動光譜和電子光譜
        4.3.3 HOF的前線分子軌道分析
        4.3.4 ESIPT反應機理分析
    4.4 本章結論
第5章 總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及參加科研情況



本文編號：3729813