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卟啉化合物作为新型的功能材料,由于其具有独特的光学、电学、磁性,及其它的与其分子内部大环之间???相互作用有关的性质,因而使得它们在模拟光合作用、分子电子学、分子信息存储和非线形光学上具有广阔的潜在应用价值。为了更加深入地理解实验结果并对进一步的实验提供理论指导,我们决定在研究工作中引入量子化学。在过去的几年中,我们课题组使用扫描电化学显微镜(Scanning Electrochemical Microscope, SECM)技术及电化学阻抗技术(EIS),薄层循环伏安法(TLCV)等其他一些电化学手段研究了模拟生物膜上的电子转移反应,卟啉自组装膜的功能和性质等。基于这些工作,我的研究主要集中在如下的四个方面。1.回顾了液/液界面电化学的发展背景,基本理论模型。简述了本课题组用于研究电子转移的两种实验方法:扫描电化学显微镜(Scanning Electrochemical Microscope, SECM)和薄层循环伏安法(TLCV)的工作原理。并详细的介绍了用于本论文的量子化学计算方法的理论基础,同时对简正坐标结构分解法(NSD),和分子中的原子理论(AIM)进行了简单说明。2.运用Marcus理论,并结合量子化学半经验计算法,对离子半径,驱动力,活化能和不同类型的取代基对卟啉类化合物在液/液界面上电子转移速率的影响进行了探讨。3.探讨了不同?位取代基对不含金属的卟啉化合物中的N-H迁移反应的影响,并对取代基效应,卟吩环扭曲,最低能量路径等进行了详细研究。研究过程中采用密度泛函理论(DFT)计算得到氢迁移势能面,利用正态结构分解方法(NSD)对相应的迁移路径中的顺式,反式和过渡态构型进行了分析,并用分子中的原子理论(AIM)对分子内氢转移的成键过程进行了探讨。4.主要利用量子化学方法研究了三氯化磷和卟啉的反应,并利用正态结构分解方法(NSD)对反应中的不同中间体的构型进行了分析,初步研讨了卟啉非金属化反应的机理。