5-(2-吡啶)吡唑硼类配合物与2-芳基苯并唑化合物电子结构和光学性质的理论研究

摘要

本论文分别采用从头算(Ab initio)和密度泛函(DFT)以及组态相互作用(CIS)方法对5-(2-吡啶)吡唑硼类配合物以及2-芳基苯并唑化合物的基态和最低激发态的结构构型进行优化，并在基态和激发态的平衡几何构型基础上，采用含时密度泛函(TDDFT)方法计算其吸收和发射光谱的相关性质。研究工作主要如下：
　　 1.系统地研究了10种氟代烷基和烷基取代的5-(2-吡啶)吡唑硼类配合物(2a，2b，2c，2f,2a′，2b′，2c′，2f，2g，2h)的电子结构和光学性质。几何构型优化结果表明，所研究的配合物均是四配位的螯合化合物，中心硼原子与临近原子构成了典型的四面体结构。在四面体构型中，中心B原子与吡啶环上的N原子形成了配位键，且配位键的键长在B原子与临近配体所形成的键长中最长。中心硼原子对分子结构不但起支撑稳定作用，还可作为电子桥传输电子。10种配合物主跃迁都属于配体内部的π-π*的跃迁类型。吡啶环的电负性较吡唑环的电负性要小，这样当取代基的位置从吡唑改变到吡啶时就增大了HOMO能级，减小了HOMO-LUMO之间的能隙，相应的使吸收光谱出现了红移。另外，改变取代基的位置可引起波长的变化。
　　 2.系统地研究了2-芳基苯并唑及其起源物Schiff碱类化合物的在气态和溶剂条件下的电子结构及光学性质。几何结构优化结果表明，在气态条件下，所有的反应物都有两种异构体，且其中位于C3位置上的H1向下的构型最稳定。在气态条件下，化合物的吸收和发射光谱都是π-π*跃迁。从反应物到产物，吸收和发射光谱都发生了蓝移。硝基取代的化合物有最低的HOMO和LUMO能级。降低的LUMO能级表明硝基取代的化合物在OLED器件中是很好的电子传输材料。在溶剂条件下，化合物的吸收光谱属于π-π*特征，起源于HOMO→LUMO的跃迁。和气态条件下的吸收波长相比较，溶剂化效应使化合物波长红移。大多数化合物的吸收光谱在乙氰溶剂中有最大。同时，溶剂对所有化合物的分子构型都有影响。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 有机电致发光材料发展历程

1.2 有机电致发光器件与机理

1.3 基本理论和计算方法

1.4 有机电致发光材料

1.5 本论文研究内容

参考文献

第二章 -CnR2n+1(R=H，F；n=1,2)取代的吡啶吡唑硼配合物的结构和吸收光谱的理论研究

2.1 引言

2.2 计算模型和方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 基态几何构型

2.3.2 前线分子轨道

2.3.3 HOMO-LUMO能隙和最低激发能

2.3.4 吸收光谱

2.4 本章小结

参考文献

第三章 2-芳基苯并唑及其起源物质希夫碱化合物的结构和光谱的理论研究

3.1 引言

3.2 计算方法

3.3 结果和讨论

3.3.1 气态下的分子结构

3.3.2 前线分子轨道

3.3.3 气态条件下的吸收和发射光谱

3.3.4 溶剂化效应

3.4 本章小结

参考文献

致谢

硕士期间发表和待发表的论文