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螯合多吡啶类金属配合物在光物理、电化学、核酸结构探测等研究领域占有重要的位置。这类配合物不仅可以较容易在配体上引入其它基团,而且具有良好的金属-配体电荷转移特性,因此多吡啶类螯合金属配合物的非线性光学(NLO)性质的研究受到了人们的广泛关注。螯合多吡啶类配体(如二联吡啶,邻二氮菲,三联吡啶,二氮杂芴等)是一类π电子离域的氮杂环有机化合物,在与金属离子配位过程中,由于螯合作用,这些配体保持平面构型,因此将会导致二阶NLO响应的大幅度增加。本文采用量子化学计算方法,对系列螯合多吡啶类(1,10-邻二氮菲和三联吡啶)金属Ru(Ⅱ)配合物的二阶NLO性质进行计算研究,得到的研究结果如下:(1)采用密度泛函理论(DFT)和耦合微扰(含时)方法,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,在入射波长为1.907μm下,对一系列1,10-邻二氮菲Ru(Ⅱ)配合物的动态第一超极化率进行了理论计算。结果表明,副配体上带有两个邻位羰基的a系列配合物的βtot值小于副配体上带有两个对位三苯基磷的b系列配合物;随着邻二氮菲配体吸电子能力和共轭性的增强,βtot值也随之增加,其中6b的βtot值最大。TDDFT计算表明,a系列配合物的二阶NLO响应主要归于ILCT过程;而b系列配合物的βtot值主要受相对低能量吸收带的MLCT和LLCT的影响。(2)采用DFT和解析法,对系列含双硫代酰胺的三联吡啶Ru(Ⅱ)配合物的静态第一超极化率进行计算与讨论。引入不同的给/受体取代基到两个配体上对二维(2D)体系的静态第一超极化率(βtot)有一定的影响。与参考体系1[Ru(H2SCS)(Tpy)]+,把带有强吸电子基团的支链(p-NO2-phenylethynyl)引入到Tpy配体上或把带有强给电子基团的支链(p-NH2-phenylethynyl)引入到H2SCS配体上,会有效地提高βtot值。TDDFT计算表明,体系βtot值受配体内的电荷转移(ILCT),金属到配体的电荷转移(MLCT)和配体到金属的电荷转移(LMCT)跃迁的影响。此外,去质子化对于调节二阶NLO响应起到非常重要的作用。特别是,对于在H2SCS配体上带有NO2支链的体系5,其相应的去质子化体系的βtot值有显著增加。单去质子化体系5-H和双去质子化体系5-2H的βtot值(58.712×10-30esu和761.803×10-30esu)分别约是双质子化体系5的7.58和36.4倍。基于取代效应和质子转换的二阶NLO响应有大的非对角分量的2D特征。