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“Re_6(μ_3-S)_8X_6”~(4-)(X=Cl、BR、I)、Re_2(edt)_4电子结构和电子光谱的从头算研究
作 者: 韦永勤
导 师: 义祥辉
学 校: 广西师范大学
专 业: 无机化学
关键词: [Re6(μ3-S)8X6]4-(X=Cl、Br、I) Re2(edt)4 磷光 电子吸收光谱 CIS
分类号: O641
类 型: 硕士论文
年 份: 2002年
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内容摘要
含立方体核[阻郎(1l 3-Q)。广(Q‘S、Sc)的原子簇化合物具有特殊的荧光性质,几乎每一种含立方体核IRc‘(L1 3-Q刘’t-(Q‘S、Se)的原子簇化合物都有光致发光现象。阻c‘(Ll,·S)8X6广(X=Cl、n,、 1)无论在固态还是在溶液中都能发出强烈的红色磷光。本研究用HF方法对Re6(u 3-S)8X6广(X=CI、Br、1)进行了结构优化,采用已优化的结构,用单电子激发组态相互作用方法(CIS)对三个离子的分子轨道和激发态进行计算。从电子结构内部很好地解释了[Rc‘(1l 3-S)8X6广(X=CI、Br、1)的电子吸收光谱,并阐明了它们的磷光发生的机理。这对于具有立方体核[1k‘(1Jj-Q)。广(Q‘S、Sc)的原子簇化合物的光化学研究有一定的指导意义。 计算表明,在阻c‘(皿J·S)8X6广(X=CI、m、 1)的前线分子轨道中,重金属原子所占的百分数都很大(约80%)。这使得三个原子簇离子吸收光子从单重基态跃至单重激发态后,处于激发能级上的电子由于重金属原子的强烈的自旋-轨道耦合作用而发生自旋转变,单重激发态变为三重激发态,然后以辐射跃迁的形式回到单重基态。这是三个原子簇离子产生磷光的主要原因。此外,电子激发态和电子基态较低的振动能级是阻c6(皿,—S)8X6广(X=CI、Br、 1)产生磷光的另一个重要原因。 作为比较,用密度泛函理论中的B3LYP/CEP-4G方法对Re2(edt)4进行结构优化和自然键轨道计算,并用CIS方法计算Re2(edt)4的分子轨道和激发态。从理论上解释了Re-Re之间不存在明显的三重键,并且很好地解释了分子Re2(edt)4的电子吸收光谱。
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全文目录
中文摘要 4-5 英文摘要 5-6 第一章 综述 6-10 第二章 理论基础和计算方法简介 10-20 2.1 电子光谱 10-13 2.1.1 原子的电子吸收光谱 10 2.1.2 分子的电子吸收光谱 10 2.1.3 荧光和磷光 10-13 2.2 计算方法简介 13-20 2.2.1 LCAO-MO近似 13 2.2.2 闭壳层组态的Hartree-Fock-Roothaan方程 13-18 2.2.3 激发能的计算 18-20 第三章 [Re_6(μ_3-S)_8X_6]~(4-)(X=Cl、Br、I)电子结构和电子光谱的从头算研究 20-35 3.1 计算方法 20 3.2 结构优化 20-21 3.3 [Re_6(μ_3-S)_8X_6]~(4-)(X=Cl、Br、I)的前线分子轨道 21-31 3.3.1 [Re_6(μ_3-S)_8Cl_6]~(4-)的前线分子轨道 22-25 3.3.1.1 [Re_6(μ_3-S)_8Cl_6]~(4-)的直角坐标 22-23 3.3.1.2 [Re_6(μ_3-S)_8Cl_6]~(4-)前线分子轨道的百分组成 23-24 3.3.1.3 [Re_6(μ_3-S)_8Cl_6]~(4-)前线分子轨道的主要组成 24-25 3.3.2 [Re_6(μ_3-S)_8Br_6]~(4-)的前线分子轨道 25-28 3.3.2.1 [Re_6(μ_3-S)_8Br_6]~(4-)的直角坐标 25-26 3.3.2.2 [Re_6(μ_3-S)_8Br_6]~(4-)前线分子轨道的百分组成 26-27 3.3.2.3 [Re_6(μ_3-S)_8Br_6]~(4-)前线分子轨道的主要组成 27-28 3.3.3 [Re_6(μ_3-S)_8I_6]~(4-)的前线分子轨道 28-31 3.3.3.1 [Re_6(μ_3-S)_8I_6]~(4-)的直角坐标 28-29 3.3.3.2 [Re_6(μ_3-S)_8I_6]~(4-)前线分子轨道的百分组成 29-30 3.3.3.3 [Re_6(μ_3-S)_8I_6]~(4-)前线分子轨道的主要组成 30-31 3.4 [Re_6(μ_3-S)_8X_6]~(4-)(X=Cl、Br、I)的电子吸收光谱和发射光谱 31-33 3.4.1 [Re_6(μ_3-S)_8Cl_6]~(4-)的电子吸收光谱和发射光谱 31-32 3.4.2 [Re_6(μ_3-S)_8Br_6]~(4-)的电子吸收光谱和发射光谱 32-33 3.4.3 [Re_6(μ_3-S)_8I_6]~(4-)的电子吸收光谱和发射光谱 33 3.5 电子结构和电子光谱关系的讨论 33-35 第四章 Re_2(edt)_4的电子结构和电子吸收光谱的从头算研究 35-39 4.1 计算方法 35 4.2 结果和讨论 35-39 4.2.1 Re_2(edt)_4的基态几何结构 35 4.2.2 Re_2(edt)_4的自然键轨道 35-36 4.2.3 Re_2(edt)_4的分子轨道和电子吸收光谱 36-39 4.2.3.1 Re_2(edt)_4的分子轨道 36-38 4.2.3.2 Re_2(edt)_4的电子吸收光谱 38-39 结论 39-40 致谢 40-41 参考文献 41-42
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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学(理论化学)、化学物理学 > 结构化学
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