Исследование колебательных и вибронных спектров монозамещенных бензола методами ab initio и функционала плотности

• Автор: Тупицын, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 311 с. : ил.

ГЛАВА I. ИЗУЧЕНИЕ МОНОЗАМЕЩЕННЫХ БЕНЗОЛА МЕТОДАМИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ И КВАНТОВОЙ ХИМИИ
§1.1. Обзор экспериментальных и теоретических исследований замещенных бензола
§1.2. Обзор методик расчета основного и возбужденного состояния молекул. Квантово-химические методы
§1.3. Методы масштабирования квантово-механических силовых полей
ГЛАВА II. РАСЧЕТ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СПЕКТРОВ МОНОЗАМЕЩЕННЫХ БЕНЗОЛА МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ
§ 2.1. Методика расчета колебательных спектров бензола и его замещенных
§ 2.2. Расчет колебательного спектра молекулы бензола
§ 2.3. Расчет колебательных спектров и геометрических параметров фторбензола и хлорбензола
§ 2.4. Расчет колебательных спектров и геометрических параметров монозамещенных бензола и пиридина
§ 2.4.1 Расчет колебательного спектра молекулы бромбензола
§ 2.4.2 Расчет колебательного спектра молекулы фенола
§ 2.4.3 Расчет колебательного спектра молекулы нитробензола
§ 2.4.4 Расчет колебательного спектра молекулы толуола
§ 2.4.5 Расчет колебательного спектра молекулы анилина
§ 2.4.6 Расчет колебательного спектра молекулы 2-аминопиридина
ГЛАВА III. РАСЧЕТ НОРМАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ МОНОЗАМЕЩЕННЫХ БЕНЗОЛА В ВОЗБУЖДЕННЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СОСТОЯНИЯХ МЕТОДОМ AB INITIO
§3.1. Расчет нормальных колебаний молекулы бензола в возбужденном электронном состоянии !В2и
§ 3.2. Расчет нормальных колебаний молекул фтор- и хлорбензола в возбужденном электронном состоянии 'В2
§ 3.4. Расчет нормальных колебаний молекулы анилина в первом синглетном электронно-возбужденном состоянии
§ 3.5. Расчет нормальных колебаний молекулы 2-аминопиридина в первом синглетном электронно-возбужденном состоянии
ГЛАВА IV. ИЗМЕРЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ВИБРОННЫХ ПОЛОС И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ТОНКОСТРУКТУРНЫХ ЭЛЕКТРОННОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ МОНОЗАМЕЩЕННЫХ БЕНЗОЛА И ПИРИДИНА
§4.1. Методика регистрации электронно-колебательных спектров
§ 4.2. Методика интерпретации электронно-колебательных спектров
§ 4.3. Интерпретация вибронного спектра молекулы фторбензола
§ 4.4. Интерпретация вибронного спектра молекулы хлорбензола
§ 4.5. Интерпретация вибронного спектра молекулы анилина
§ 4.6. Интерпретация вибронного спектра молекулы 2-аминопиридина
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность темы. Методы молекулярной спектроскопии широко применяются для изучения структуры и спектральных свойств многоатомных молекул, как в основном, так и в возбужденных электронных состояниях. Среди спектральных аналитических методов особое место занимают методы колебательной спектроскопии молекул. В основе колебательной спектроскопии лежит теория колебаний молекул [1-9]. Прогресс компьютерной техники в последние годы, наряду с развитием теоретических методов [10-11], таких как методы ab initio и метод функционала плотности, позволяет проводить расчеты различных свойств и характеристик сложных молекулярных систем и осуществлять теоретическую интерпретацию нормальных колебаний. Создание мощных комплексов программ [12] для персональных компьютеров предоставляет исследователю возможность прогнозировать спектральные характеристики молекулярных систем. Наибольшие успехи в этой области достигнуты при расчете равновесных структур и спектральных характеристик - частот нормальных колебаний, силовых полей, электрооптических параметров молекул в основном электронном состоянии.
Современные расчеты равновесных структур и колебательных состояний проводятся в рамках теории функционала плотности [13], в которой потенциал, действующий на каждый электрон со стороны всех остальных электронов молекулы или кристалла, зависит только от одноэлектронной плотности и её градиента. Предсказательные возможности в определении равновесных структур в рамках теории функционала плотности с использованием корреляционно-обменного функционала [1415] очень точны; так, ошибки в определении длин связей обычно не превышают 0,01 А, а валентных углов - 1° для молекул, состоящих из атомов 1-го и 2-го периодов. Это сравнимо с экспериментальной ошибкой.
Одним из методов исследования равновесных геометрических структур и частот нормальных колебаний молекул в возбужденных электронных
Продолжение табл

* - опытные интенсивности полос в ИК-спектре (приведены качественные интенсивности: уя - очень сильная, э-сильная, ш-средняя, уу-слабая, vw-oчeнь слабая)
** - вычисленные абсолютные интенсивности полос в ИК-спектре, км/моль а - номера колебаний, принятые в [40] для неплоских колебаний. ь- частоты взяты из отнесения [37]