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时间:2020-03-27
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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)JulyActaP.一Chim.Sin.2014,30(7),1223-12291223[Article】doi:10.3866/PKU.WHXB201405091www.whxb.pku.edu.cn碱金属掺杂叔丁基杯【4】芳烃体系的结构及非线性光学性质侯娜李莹吴迪李志儒(吉林大学理论化学研究所,理论化学计算国家重点实验室,长春130023)摘要:采用密度泛函理论B3LYP方法得到了M@t-Bu—calix[4]arene和(M@t-Bu—calix[4]arene)Li(M=
2、Li,Na,K)体系的几何结构.其中(M@t-Bu—calix[4]arene)Li(M=Li,Na,K)_-个体系各有5个稳定异构体,在前三个异构体中,碱金属与t-Bu—calix[4]arene分子间具有很强的相互作用能,说明了体系的稳定性.在部分(M@t-Bu—calix[4]arene)Li异构体中Li原子以阴离子形式存在,整个体系表现出碱金属化物的特性.此外,使用CAM-B3LYP方法计算了t-Bu.calix[4]arene及碱金属掺杂后体系的非线性光学性质.结果表明,t-Bu-calix[4]arene内部掺杂一
3、个碱金属原子M后,体系的一阶超极化率(/30)有较大提高,而在配体外部又掺杂一个L}原子后,体系具有更大的』3o值.其中(M@t-Bu—calix[4]arene)Li体系的MLi'-4异构体表现出最高的』30值(41827—114354a.u.),并且随着M原子序数的增加而逐渐增大.可见,碱金属掺杂是提高t-Bu—calix[4.]arene非线性光学响应的一种有效策略.关键词:密度泛函理论:掺杂效应:碱金属化物:非线性光学:一阶超极化率中图分类号:O641StructuresandNonlinearOpticalPrope
4、rtiesofAlkaliMetal-Dopedt-Bu·calix[4]areneMoleculesHOUNaLIYingWUDiLIZhi-Ru(StateKeyLaboratoryofTheoreticalandComputationalChemistry,InstituteofTheoreticalChem&try,JilinUniversityChangchun130023.R.China)Abstract:UsingdensityfunctionaItheo~withtheB3LYPfunctiona1.theop
5、timizedgeometricalstructuresoftheM@t-Bu-calix[4]areneand(M@t-Bu-calix[4]arene)Li(M=Li,Na,K)compoundswereobtained.Fivestablelsomerswereidentifiedforeachbi.alkali.metal—dopedfM@t-Bu-calix[4]arene)Lispecies.ThefirstthreeIow.1yingisomershaveconsiderableintramolecularint
6、eractionenergiesbetweenalkalimetalatomsandthet-Bu.calix[4]arenemolecule,indicatingtheirstabilities.Accordingtonaturalbondorbitalanalyses。theoutsideLiatomisnegativelychargedinsome(M@t-Bu-calix[4]arene)Listructures,indicatingthealkalidecharacteristicsoftheseisomers.1n
7、addition,thenonlinearoptical(NLO)propertiesofisolatedandalkali—metal—dopedt-Bu-calixf4]arenemoleculeswerecalculatedusingtheCAM-B3LYPmethod.Theresultsindicatethatthesingle—dopedefectofalkalimetaIMgreatlyenhancesthefirslhyperpolarizability(o)ofthet-Bu.calix[4]arenemol
8、ecule.Inparticular,whenanotherLiatomisdopedoutsidetheM@t--Bu-calix【4]arenespecies,theresulting(M@t-Bu—calix【4]arene)Licompoundsexhibitlarg
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