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近年来富勒烯因其独特的化学、物理性质受到人们的广泛关注。其中非IPR富勒烯因相邻五元环的存在比IPR富勒烯更具反应活性,并且数量庞大。为了更深入的探索此类富勒烯的潜在应用价值并实现其异构体的鉴别,本文在密度泛函(DFT)以及含时密度泛函(TD-DFT)理论指导下,对若干重要富勒烯及其氯化衍生物的几何构型、电子结构性质进行深入探讨,同时对所研究结构的多种光谱进行模拟,提供鉴别异构体的理论谱学依据。现将主要研究结果概述如下:1、在DFT水平上对非IPR富勒烯D2-#916C56和C2v-#913C56以及相应氯化衍生物C2-#916C56C112和C2v-#913C56Cl10展开系统研究。结果表明,D2-#916C56比C2v-#913C56更具稳定性;D2-#916C56和 C2v-#913C56 的 XPS、NEXAFS 光谱呈现出很强的异构体依赖性,特征峰可用于异构体的鉴别。两C56异构体氯化前后的几何电子结构以及X-射线光谱发生明显变化,表明氯化进程可有效改变非IPR-C56的电子性质和几何结构。在TD-DFT水平上对C2-#916C56Cl12和C2v-#913C56Cl10的紫外可见(UV-Vis)吸收光谱进行模拟,模拟结果与实验结果高度一致。2、运用DFT计算方法对C66体系中的最稳定构型Cs-#4169C66和次稳定构型C2v-#4348C66 及其相应氯化衍生物 Cl-#4169C66Cl6、C1-#4169C66CI10和C-#4348C66Cl10进行综合研究。结果表明,Cs-#4169C66具有一组三顺联五元环(TSFP)结构,C2v-#4348C66有两组双稠联五元环(DFP)特征结构。本文给出Cs-#4169C66和C2v-#4348C66的XPS和NEXAFS光谱的特征峰,其特征峰主要与TSFP和DFP结构有关。另外本文发现氯化作用可有效降低非IPR-C66富勒烯的反应活性,改变其电子、几何性质。运用TD-DFT方法模拟三种氯化衍生物的UV-Vis光谱,所得谱图与实验光谱基本吻合。3、在DFT水平上对IPR富勒烯D3h-#24108C78、非IPR富勒烯C1-#23863C78以及C1-#23863C78Cl8进行相关性质的模拟计算。结果表明C1-#23863C78比D3h-#24108C78更稳定。IPR和非IPR-C78的XPS、NEXAFS光谱均表现明显的“指纹峰”,且“指纹峰”主要由Pyrene和DFP结构贡献。同时,相比氯化前,C1-#23863C78C18的电子几何性质和光谱特征均呈现明显规律性变化。此外,本文模拟的#23863C1-C78C18的红外(IR)吸收光谱与实验光谱具有较高的吻合度。