金属配合物及六苯并苯衍生物结构性质的理论研究

摘要

本文以8—羟基喹啉为基础，通过在配体的5-位上引入不同性质的共轭基团，设计具有不同取代基的AgQ，PtQ2，IrQ3型配合物。运用密度泛函B3LYP方法计算所设计配合物的几何结构，前线分子轨道，电子吸收光谱和二阶非线性光学性质。计算结果表明，引入共轭给电子基使配合物分子的最大吸收波长红移，强共轭吸电子基的引入使配合物的最大吸收波长蓝移，取代基的引入使IrO3型配合物的二阶非线性光学性质明显增大。对AgQ型配合物，电子跃迁属于配体内部的电荷转移(LLCT)。对PtQ2和IrQ3型配合物，电子跃迁属于LLCT和部分金属向配体的电荷转移。取代基对AgQ，PtQ2，IrO3型配合物分子的跃迁性质几乎无影响。一步为试验合成提供合理的理论信息，本文通过改变取代基在β-二酮羰基环的性质和取代基在配体的位置，从理论上研究樟脑型β-二酮环金属铂配合物的电子光谱和二阶非线性光学性质。对标题化合物分子的理论研究表明，樟脑型β-二酮环金属铂配合物分子由基态到第一，第二激发态的π→π*跃迁伴随MLCT电荷转移。β-二酮羰基环上引入供电基-CH3，-C6H5与吸电基-CF3，-C3F7的最大吸收波长分别位于374～410 nm范围，位于近紫外区。β-二酮羰基环上和配体苯环上引入供电子基团，樟脑型β-二酮环金属铂配合物分子显示更良好的非线性光学性质。 六苯并苯是平面刚性分子，同时具有更高的D6h对称性。为研究六苯并苯的电荷传输性质，本文使用B3LYP/6-31G**理论水平对六苯并苯及氟，羟基和巯基取代化合物分子的结构，重组能，电荷传输矩阵元进行计算。根据电子转移的半经典模型计算这些分子的电荷传输速率常数。结果表明，六苯并苯类分子更有利于负电荷的传输，正电荷的传输速率介于六氮杂苯并菲和苯并菲之间。

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第一章前言

1.1含O^N配位键的金属络合物

1.1.1 8-羟基喹啉金属络合物

1.1.2樟脑型β-二酮环金属铂络合物

1.2六苯并苯盘状液晶化合物

1.3计算方法

1.4二阶非线性光学性质

1.5电荷传输理论反应

第二章8-羟基喹啉金属配合物电子光谱和二阶非线性光学性质

2.1ⅠB-ⅡB-ⅧB金属对8-羟基喹啉金属配合物性质的影响

2.1.1 8-羟基喹啉金属配合物的几何结构

2.1.2前线分子轨道

2.1.3电子吸收光谱

2.1.4二阶非线性光学性质

2.2取代基对AgQ，PtQ2，IrQ3配合物性质的影响

2.2.1 AgQ，PtQ2，IrQ3型配合物的几何结构

2.2.2前线分子轨道

2.2.3电子吸收光谱

2.2.4二阶非线性光学性质

2.3本章小节

第三章樟脑型β-二酮环金属铂配合物的电子光谱和二阶非线性光学性质

3.1樟脑型β-二酮环金属铂配合物的几何结构

3.2前线分子轨道

3.3电子吸收光谱

3.4二阶非线性光学性质

3.5本章小结

第四章六苯并苯及其衍生物电荷传输性质的理论研究

4.1六苯并苯及其衍生物结构和能量

4.2重组能的计算与讨论

4.3电荷传输矩阵元和电荷传输速率的讨论

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表情况