论文部分内容阅读
本文以Hyperchem和Gaussian两个量子化学软件为工具,对共轭烯烃化合物、菁类化合物、酞菁化合物、吡啶酮偶氮化合物和偶氮苯化合物等五类体系在构型优化的基础上进行了可见吸收光谱及其电子跃迁性质的研究,得到了以下结论:
文章采用PM3优化构型,选取合适的OWFπ-π,用ZINDO/S方法可以精确地预测共轭烯烃化合物、菁类化合物和酞菁化合物的最高吸收波长;采用B3LYP/6-311G*优化构型,用TD-DFT法和ZINDO/S法都可以较准确地计算吡啶酮偶氮化合物和偶氮苯化合物的最高吸收波长,比较发现通过选取合适的OWFπ-π值,用ZINDO/S法可以更快地得到更精确的结果。在用ZINDO/S方法计算化合物的最高吸收波长时,研究发现,对于共轭烯烃化合物和菁类化合物,酞菁化合物,吡啶酮偶氮化合物,偶氮苯化合物,OWFπ-π分别与化合物中共轭双键数目n,配位氮原子平均电荷ANC1和中心原子电负性X,吡啶酮羰基氧原子平均电荷Zo,偶氮键氮氮键长BLN-N存在很好的线性关系,进一步对其它同类化合物可见吸收光谱的研究结果表明上述关系具有较好的外推适用性。分子轨道研究表明,对于共轭烯烃化合物、菁类化合物、吡啶酮偶氮化合物和偶氮苯化合物,其最高吸收波长均是由从HOMO到LUMO的电子跃迁产生的,对共轭烯烃化合物,该跃迁削弱了双键的成键性,但增强了单键的成键性;对菁类化合物,当n是奇数时,该跃迁增强了中心碳原子与相邻原子的成键性,而当n是偶数时,该跃迁则削弱了中心碳原子与相邻原子的成键性;对于吡啶酮偶氮化合物和偶氮苯化合物,从分子轨道的组成来看,该跃迁是从给电子区域到吸电子区域的。对于酞菁化合物,分子轨道研究表明其最高吸收波长是由从HOMO到LUMO和/或从HOMO到LUMO+1的电子跃迁引起的,从分子轨道的组成来看,该跃迁是从一共价氮原子周围区域到另一共价氮原子和两个配位氮原子周围区域的。