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方酸染料结构和光导性研究

作　者: 莽朝永
导　师: 周立新
学　校: 福州大学
专　业: 物理化学
关键词: 方酸染料 光导性 电子光谱 热力学函数 从头算
分类号: TQ610.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要


光导性。用从头算法RHF／6－31G”和RHF／3－21G”、混合密度泛函法B3LYP／6－31G”、半经验AM1和PM3方法，对9种对称方酸染料的cis异构体进行构型优化，然后对分子的几何构型、净电荷分布与光敏值和暗衰值的关系进行研究。在RHF／6－31G（d,p）水平上用从头算法优化了8种不对称方酸染料的分子构型，并对它们的分子内电荷转移程度与暗衰值，光敏值和最大吸收波长的定量关系进行研究。这些研究表明分子内电荷转移是影响方酸染料光导性能的重要因素。分子内电荷转移程度、方酸氧电荷和取代基较大，会导致光敏值较小，但暗衰值较大。电子光谱。用CIS／3-21G”方法，对双［4－（二甲胺基）苯基］方酸染料、双［4-（二甲胺基）－2－羟基苯基］方酸染料的第一激发单重态和三重态进行构型优化，结果表明单重态的构型参数和电荷分布与基态很接近，但与基态和单重态相比，三重态发生很大变化，计算的电子光谱，与实验值吻合得较好。用同样的方法，对双［2，4，6－三羟基方酸］染料及其酸根离子的第一激发单重态进行构型优化，用CIS／3－21G”、ZINDO和 CIS／6－31G方法计算了它们的电子光谱。文献报道最大吸收波长依次是由sq+、sq、sq-和sq2-所产生，但是计算结果发现最大吸收波长的计算值与实验值的变化规律不一致，然后从最大吸收波长实验值与计算值和前线分子轨道能量差的线性关系进行讨论，结果表明文献报道可能失误，同时推测这些最大吸收波长最有可能依次由sq、sq-、sq2-、和sq3-产生。热力学函数。用ab initio方法计算4种双［4－(二烷胺基－2－羟基苯基］方酸染料和1种双［吲哚啉］方酸染料互变异构体的构型参数和热力学函数，从热力学角度讨论互变异构体共存的可能性及其比例。用AM1方法对双［2，4－二羟基苯基］方酸染料和双［2，4，6－三羟基苯基］方酸染料单体和二聚体的各种构型进行优化后，选择出最稳定的构型，然后又用RHF／3－21G”方法进行构型优化，并估算了热力学函数，结果表明二聚反应是放热的。

全文目录


英文摘要  2-4
中文摘要  4-8
绪言 方酸染料研究概况  8-11
  0．1 方酸染料研究背景  8-11
  0．2 方酸染料研究前景  11
References  11-14
第一章 光导性  14-33
  第一节 方酸染料的结构和光导性的从头算、密度泛函和半经验方法研究  14-23
    1．1．1 引言  14-15
    1．1．2 计算模型和计算方法  15-16
    1．1．3 几何构型  16-18
    1．1．4 净电荷分布  18-19
    1．1．5 分子内电荷转移  19-23
    1．1．6 结论  23
  References  23-25
  第二节 不对称方酸染料的电子结构与光导性的从头算研究  25-31
    1．2．1 引言  25
    1．2．2 计算方法  25-26
    1．2．3 分子内电荷转移  26-28
    1．2．4 暗衰值与分子内电荷转移程度的定量关系  28-29
    1．2．5 光敏值与分子内电荷转移程度的定量关系  29
    1．2．6 最大吸收光谱波长与分子内电荷转移程度和Δ的定量关系  29-31
  References  31-33
第二章 电子光谱  33-55
  第一节 双[4-（二甲胺基）苯基]和双[4-（二甲胺基）-2-羟基苯基]方酸染料的激发态和氧化－还原态的理论研究  33-39
    2．1．1 引言  33
    2．1．2 计算模型和计算方法  33-34
    2．1．3 构型变化  34-35
    2．1．4 电子结构  35
    2．1．5 分子轨道  35-37
    2．1．6 激发态  37-39
  References  39-41
  第二节 双[2，4，6-三羟基苯基]方酸染料基态、激发态、氧化-还原态的理论研究  41-53
    2．2．1 引言  41
    2．2．2 计算模型和计算方法  41-42
    2．2．3 最稳定构象的确定  42
    2．2．4 最稳定构象的几何构型分析  42-46
    2．2．5 最大吸收波长计算值与实验值之间的线性关系  46-51
    2．2．6 最大吸收波长实验值与分子轨道能量之间的线性关系  51-52
    2．2．7 结语  52-53
  Refrences  53-55
第三章 热力学函数  55-77
  第一节 双[4-（二烷胺基）-2-羟基苯基]方酸染料互变异构体的从头算研究  55-60
    3．1．1 引言  55-56
    3．1．2 计算模型和计算方法  56
    3．1．3 几何构型分析  56-57
    3．1．4 电荷布居分析  57-58
    3．1．5 热力学分析  58-59
    3．1．6 优化体系的能量差（ΔE）与自由能变化（ΔG~0）之间的线性关系  59-60
  References  60-62
  第二节 双［吲哚啉］方酸染料互变异构体的从头算研究  62-69
    3．2．1 引言  62
    3．2．2 计算模型和计算方法  62
    3．2．3 互变异构体相对稳定性分析  62-65
    3．2．4 电荷布居分析  65-66
    3．2．5 红外光谱分析  66
    3．2．6 前线分子轨道分析  66-69
  Refereces  69-70
  第三节 双[2，4-二羟基苯基]和双[2，4，6-三羟基苯基]方酸染料二聚体的从头算研究  70-75
    3．3．1 引言  70
    3．3．2 计算模型和计算方法  70
    3．3．3 双[2，4-二羟基笨基]方酸染料互变异构体  70-72
    3．3．4 单体和二聚体的构型参数分析  72
    3．3．5 分子内电荷转移  72-73
    3．3．6 气相二聚反应总能量变化与热力学函数变化之间的关系  73-74
    3．3．7 电子光谱  74-75
  Refrences  75-77
附录 论文及发表情况  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 染料及中间体工业 > 一般性问题 > 基础理论
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