含线性共轭配体的双金属钌配合物的电子吸收光谱的TDDFT理论研究

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分子电子器件是近年来的一个热门话题。线形共轭金属有机化合物是研究分子导线,分子开关等分子电子器件的模型化合物之一。本论文主要运用含时密度泛函理论方法(Time-Dependent Density Functional Theory,TDDFT),对含线性共轭配体的双金属钌配合物[RuCl(CO)(PMe33]2(μ-CH=CH-CH=CH)-(CH=CH)n(n=1,2,3,5)的电子吸收光谱进行了电子吸收光谱的理论计算和归属研究。研究表明,基于本论文所采用的混合基组方法(对非过渡金属原子采用价分裂基组6-31G(d),对过渡金属原子Ru采用包含有效核芯势(ECP)的lanl2DZ(d)基组),可以对此类金属配合物进行合理的结构优化,以及对其电子吸收光谱进行合理的归属。 本文计算的Ru(n=1)的吸收峰主要归属为p(C=C)/d(Ru)→p*(C=C)和p(C=C)/d(Ru)→p*(C=O)的电子跃迁;Ru(n=2)的第一个吸收峰主要归属为p(C=C)/d(Ru)→p*(P)的电子跃迁,第二个吸收峰主要归属为p(C=C)/d(Ru)→p*(C=C)/d(Ru)的电子激发,第三个吸收峰主要归属为p(C=C)/d(Ru)→p*(C=O)的电子跃迁;Ru(n=3)的三个吸收峰的归属和Ru(n=2)一致;Ru(n=5)的第一个吸收峰主要归属为p(C=C)/d(Ru)→p*(C=C)/d(Ru)的电子跃迁,第二、三个吸收峰都具有p(C=C)/d(Ru)→p*(P)电子跃迁的性质,由此可见,本文所计算三个能量主要吸收峰都具有金属到配体(MLCT)电子转移的性质。由本文的归属还可以发现,共轭p(C=C)双键对此类过渡金属配合物的激发态光谱有较大的贡献,因此,增加C=C双键的数目有利于p电子的离域,导致体系的吸收光谱发生一定的红移。这与Gladysz和Bruce等人的结论相一致。 通过对气态和CH2Cl2溶剂中计算的电子吸收光谱的比较研究发现,溶剂化作用使激发态能量发生了一定的蓝移,更接近于实验值。因此,溶剂化作用对此类金属Ru配合物电子吸收光谱的影响是不可忽视的。
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