吲哚咔唑异构体的电子结构和光学性质.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JanuaryActa尸s．一Chim．Sin．，2010，26(1)：115—119ll5[Article]www．whxb．pku．edu．cn吲哚咔唑异构体的电子结构和光学性质王会萍白福全郑清川赵增霞赵晓杰张红星(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：分别采用密度泛函理论(DFY)和单激发组态相互作用(CIS)，在6-31G(d,p)基组水平上优化了5个吲哚咔唑分子的基态和激发态结构．在此结构的基础上，用含时密度泛函理论(TD—DFr)在相同基组水平和极化连续介质模型(PCM)下计算了模

2、型分子的吸收和发射光谱．这几个吲哚咔唑异构体的发射光谱有明显的差别，如异构体5([3，2_b】型)有较大的振子强度，但是相对于其他异构体，其发射能量最小；异构体4([3，2一a]型)的发射能量最大；异构体2([2，3_b】型)的最大振子强度在250—450am范围内，与其他几个分子相比为最小．这主要是由分子的激发态几何变化和轨道能级的不同导致的．本文还考察了这类分子的一阶超极化率，结果显示5个分子极化率在同一水平，但静态第一超极化率q30)有明显差别，异构体2的值最大．关键词：密度泛函理论；含时密度泛函理论；吲哚咔唑；单激发组态相互作用方法；吸收和发射光谱；非线性响应中图分类号

3、：0641ElectronicStructuresandOpticalPropertiesofInd0lOcarbaz0leIsomersWANGHui·PingBAIFu-·QuanZHENGQing--ChuanZHAOZeng--XiaZHAOXiao—JieZHANGHong—Xing(StateKeyLaboratoryofTheoreticalandComputationalChemistry,InstituteofTheoreticalChemistry，JilinUniversityChangchun130023，P．R．China)Abstract：Densi

4、tyfunctionaltheory(DFT)andtheconfigurationinteractionwithsingleexcitations(CIS)methodwereusedtooptimizethegroundstateandexcitedstatestructuresoffiveindolocarbazolemoleculesusingthe6-31G()basisset．Basedontheirgeometricstructures，theabsorptionandemissionspectrawerecalculatedusingtime—dependent

5、DFT(TD—DFT)withthesamebasissetandemployingthepolarizablecontinuummediummodel(PCM)．Thereareobviousdifferencesintheemissionspectraoftheseisomersasisomer5haslargerosciHatorstrengthinitsemissionspectrum，butitstransitionenergiesarethelowestamongtheisomers．Theemissionpeakvalueofisomer4isthehighest

6、andtheoscillatorstrengthsofisomer2aretheweakestfrom250to450nm．Thisisbecausethestructureschangefromgroundstatetotheexcitedstateandthemolecularorbital(MO)energylevelsofthesemoleculesaredifferent．Wealsoevaluatedthenonlinearopticalresponse(firsthyperpolarizability)ofthisseriesofmolecules．Thecalc

7、ulatedpolarizabilitiesaresimilarbutthestaticfirsthyperpolarizabilitiesaredifferent．Theofisomer2isthelargestamongthecompoundsinvestigated．KeyWords：Densityfunctionaltheory；Time—dependentdensityfunctionaltheory；Indolocarbazole；Configurationinteraction