本文主要研究内容
作者赵岩（2019）在《苯衍生物分子的激发态和离子态光谱研究》一文中研究指出：苯衍生物分子是光物理和光化学研究的一个重要模型,对于人们认识光解离反应、质子转移、光异构反应、分子识别、光合作用、星际物质的组成等有着重要的作用。因此,它们的光谱研究一直是物理化学、原子分子物理、天体物理、生物学等领域的前沿课题。本论文以间氟苯腈、对氟苯腈、对异丙基苯酚和间甲氧基苯腈四种苯衍生物分子为研究对象,利用共振增强多光子电离和质量分辨阈值电离光谱技术,开展了它们激发态和离子态振动光谱的研究,一方面,分析了分子在激发态和离子态的振动活性、取代基与苯环的相互作用以及光诱导的分子结构变化;另一方面,获得了分子的激发能、绝热电离能和振动频率等实验数据,为进一步研究分子激发态和离子态的光物理和光化学过程奠定了基础。论文的主要研究内容可以概括为以下三部分:第一部分,采用双色共振双光子电离（2C-R2PI）和质量分辨阈值电离（MATI）光谱技术,获得了间氟苯腈和对氟苯腈分子激发态S1和离子态D0的振动光谱。确定了两个分子S1←S0电子跃迁的激发能为35989 cm-1和36616 cm-1;通过MATI光谱技术,获得了两个分子精确的绝热电离能,分别为78873 cm-1和78000 cm-1;使用TD-B3LYP/6-311G++（d,p）和B3LYP/6-311G++（d,p）方法优化了两个分子激发态和离子态的平衡结构,结果表明,在S1←S0电子跃迁的过程中,由于苯环上π电子的激发,分子的苯环结构发生了扩张,而电离过程中,苯环上的电子密度减小,苯环的整体结构发生了收缩;对于D0←S1的跃迁能,取代基氟原子表现出了两种不同的电子诱导效应:吸电子和供电子效应。第二部分,研究了对异丙基苯酚分子（4IPP）激发态S1和离子态D0的振动光谱。利用紫外-紫外烧孔光谱技术,首次在实验上确定了4IPP分子存在两种旋转异构体（反式trans 4IPP和顺式cis 4IPP）;两种异构体S1←S0电子跃迁的激发能分别为35578 cm-1和35593 cm-1,绝热电离能分别为65331 cm-1和65350 cm-1。在Franck-Condon近似下,模拟了两个异构体S1←S0和D0←S1跃迁的振动分辨电子光谱,并对激发态和离子态振动光谱的谱峰进行了指认,两个异构体的活性振动主要是平面内苯环的振动和异丙基基团的扭曲振动;比较4IPP分子与苯酚的激发能,发现在激发态S1时,异丙基与苯环之间的超共轭相互作用比基态S0更强。第三部分,提出了一种三色紫外-紫外烧孔光谱技术,并利用该技术确定了间甲氧基苯腈分子（3MBN）中存在两种稳定的异构体。通过比较两个异构体基态的能量差,将它们归属为反式异构体（trans 3MBN）和顺式异构体（cis 3MBN）;采用2C-R2PI、MATI光谱技术,获得了两个异构体S1←S0电子跃迁的激发能分别为34191cm-1和34379 cm-1,绝热电离能分别为70944 cm-1和70952 cm-1;通过模拟S1←S0和D0←S1跃迁的电子振动光谱,指认了3MBN分子激发态S1和离子态D0的振动光谱,实验中观测到的活性振动主要是全对称a’振动模式,包括了苯环和甲氧基在平面内的弯曲振动;通过比较3MBN分子与苯腈、苯甲醚以及间位衍生物分子的激发能和电离能,我们发现,电子跃迁能的大小与取代基的性质密切相关。本论文的创新点:1.利用质量分辨阈值电离光谱技术,首次获得了间氟苯腈、对氟苯腈、对异丙基苯酚和间甲氧基苯腈四种苯衍生物分子的精确电离能和离子态振动光谱;结合密度泛函理论计算,分析了电子激发和电离过程诱导的分子结构变化;通过对比苯衍生物分子的跃迁能,讨论了取代基氟原子、异丙基、甲氧基和氰基与苯环之间的相互作用以及它们对分子激发能和电离能的影响。2.采用紫外-紫外烧孔光谱技术,研究了对异丙基苯酚和间甲氧基苯腈分子旋转异构体的激发态光谱。首次在实验上证明了对异丙基苯酚分子中仅存在两种旋转异构体;提出了一种新的三色紫外-紫外烧孔光谱技术,用于确定间甲氧基苯腈分子中异构体的数量;同时,将不同异构体激发态的振动光谱进行了区分。通过势能曲线计算得到了两个分子中异构体之间构型转变的势垒,证明了在绝热膨胀过程中,异构体的构型转变不会发生,它们的相对布局保持不变。3.引入电子振动光谱的Franck-Condon模拟,模拟了对异丙基苯酚和间甲氧基苯腈分子激发态和离子态的振动光谱,理论模拟与实验结果符合的非常好,实现了实验光谱上振动峰的准确归属。
Abstract
ben yan sheng wu fen zi shi guang wu li he guang hua xue yan jiu de yi ge chong yao mo xing ,dui yu ren men ren shi guang jie li fan ying 、zhi zi zhuai yi 、guang yi gou fan ying 、fen zi shi bie 、guang ge zuo yong 、xing ji wu zhi de zu cheng deng you zhao chong yao de zuo yong 。yin ci ,ta men de guang pu yan jiu yi zhi shi wu li hua xue 、yuan zi fen zi wu li 、tian ti wu li 、sheng wu xue deng ling yu de qian yan ke ti 。ben lun wen yi jian fu ben jing 、dui fu ben jing 、dui yi bing ji ben fen he jian jia yang ji ben jing si chong ben yan sheng wu fen zi wei yan jiu dui xiang ,li yong gong zhen zeng jiang duo guang zi dian li he zhi liang fen bian yu zhi dian li guang pu ji shu ,kai zhan le ta men ji fa tai he li zi tai zhen dong guang pu de yan jiu ,yi fang mian ,fen xi le fen zi zai ji fa tai he li zi tai de zhen dong huo xing 、qu dai ji yu ben huan de xiang hu zuo yong yi ji guang you dao de fen zi jie gou bian hua ;ling yi fang mian ,huo de le fen zi de ji fa neng 、jue re dian li neng he zhen dong pin lv deng shi yan shu ju ,wei jin yi bu yan jiu fen zi ji fa tai he li zi tai de guang wu li he guang hua xue guo cheng dian ding le ji chu 。lun wen de zhu yao yan jiu nei rong ke yi gai gua wei yi xia san bu fen :di yi bu fen ,cai yong shuang se gong zhen shuang guang zi dian li （2C-R2PI）he zhi liang fen bian yu zhi dian li （MATI）guang pu ji shu ,huo de le jian fu ben jing he dui fu ben jing fen zi ji fa tai S1he li zi tai D0de zhen dong guang pu 。que ding le liang ge fen zi S1←S0dian zi yue qian de ji fa neng wei 35989 cm-1he 36616 cm-1;tong guo MATIguang pu ji shu ,huo de le liang ge fen zi jing que de jue re dian li neng ,fen bie wei 78873 cm-1he 78000 cm-1;shi yong TD-B3LYP/6-311G++（d,p）he B3LYP/6-311G++（d,p）fang fa you hua le liang ge fen zi ji fa tai he li zi tai de ping heng jie gou ,jie guo biao ming ,zai S1←S0dian zi yue qian de guo cheng zhong ,you yu ben huan shang πdian zi de ji fa ,fen zi de ben huan jie gou fa sheng le kuo zhang ,er dian li guo cheng zhong ,ben huan shang de dian zi mi du jian xiao ,ben huan de zheng ti jie gou fa sheng le shou su ;dui yu D0←S1de yue qian neng ,qu dai ji fu yuan zi biao xian chu le liang chong bu tong de dian zi you dao xiao ying :xi dian zi he gong dian zi xiao ying 。di er bu fen ,yan jiu le dui yi bing ji ben fen fen zi （4IPP）ji fa tai S1he li zi tai D0de zhen dong guang pu 。li yong zi wai -zi wai shao kong guang pu ji shu ,shou ci zai shi yan shang que ding le 4IPPfen zi cun zai liang chong xuan zhuai yi gou ti （fan shi trans 4IPPhe shun shi cis 4IPP）;liang chong yi gou ti S1←S0dian zi yue qian de ji fa neng fen bie wei 35578 cm-1he 35593 cm-1,jue re dian li neng fen bie wei 65331 cm-1he 65350 cm-1。zai Franck-Condonjin shi xia ,mo ni le liang ge yi gou ti S1←S0he D0←S1yue qian de zhen dong fen bian dian zi guang pu ,bing dui ji fa tai he li zi tai zhen dong guang pu de pu feng jin hang le zhi ren ,liang ge yi gou ti de huo xing zhen dong zhu yao shi ping mian nei ben huan de zhen dong he yi bing ji ji tuan de niu qu zhen dong ;bi jiao 4IPPfen zi yu ben fen de ji fa neng ,fa xian zai ji fa tai S1shi ,yi bing ji yu ben huan zhi jian de chao gong e xiang hu zuo yong bi ji tai S0geng jiang 。di san bu fen ,di chu le yi chong san se zi wai -zi wai shao kong guang pu ji shu ,bing li yong gai ji shu que ding le jian jia yang ji ben jing fen zi （3MBN）zhong cun zai liang chong wen ding de yi gou ti 。tong guo bi jiao liang ge yi gou ti ji tai de neng liang cha ,jiang ta men gui shu wei fan shi yi gou ti （trans 3MBN）he shun shi yi gou ti （cis 3MBN）;cai yong 2C-R2PI、MATIguang pu ji shu ,huo de le liang ge yi gou ti S1←S0dian zi yue qian de ji fa neng fen bie wei 34191cm-1he 34379 cm-1,jue re dian li neng fen bie wei 70944 cm-1he 70952 cm-1;tong guo mo ni S1←S0he D0←S1yue qian de dian zi zhen dong guang pu ,zhi ren le 3MBNfen zi ji fa tai S1he li zi tai D0de zhen dong guang pu ,shi yan zhong guan ce dao de huo xing zhen dong zhu yao shi quan dui chen a’zhen dong mo shi ,bao gua le ben huan he jia yang ji zai ping mian nei de wan qu zhen dong ;tong guo bi jiao 3MBNfen zi yu ben jing 、ben jia mi yi ji jian wei yan sheng wu fen zi de ji fa neng he dian li neng ,wo men fa xian ,dian zi yue qian neng de da xiao yu qu dai ji de xing zhi mi qie xiang guan 。ben lun wen de chuang xin dian :1.li yong zhi liang fen bian yu zhi dian li guang pu ji shu ,shou ci huo de le jian fu ben jing 、dui fu ben jing 、dui yi bing ji ben fen he jian jia yang ji ben jing si chong ben yan sheng wu fen zi de jing que dian li neng he li zi tai zhen dong guang pu ;jie ge mi du fan han li lun ji suan ,fen xi le dian zi ji fa he dian li guo cheng you dao de fen zi jie gou bian hua ;tong guo dui bi ben yan sheng wu fen zi de yue qian neng ,tao lun le qu dai ji fu yuan zi 、yi bing ji 、jia yang ji he qing ji yu ben huan zhi jian de xiang hu zuo yong yi ji ta men dui fen zi ji fa neng he dian li neng de ying xiang 。2.cai yong zi wai -zi wai shao kong guang pu ji shu ,yan jiu le dui yi bing ji ben fen he jian jia yang ji ben jing fen zi xuan zhuai yi gou ti de ji fa tai guang pu 。shou ci zai shi yan shang zheng ming le dui yi bing ji ben fen fen zi zhong jin cun zai liang chong xuan zhuai yi gou ti ;di chu le yi chong xin de san se zi wai -zi wai shao kong guang pu ji shu ,yong yu que ding jian jia yang ji ben jing fen zi zhong yi gou ti de shu liang ;tong shi ,jiang bu tong yi gou ti ji fa tai de zhen dong guang pu jin hang le ou fen 。tong guo shi neng qu xian ji suan de dao le liang ge fen zi zhong yi gou ti zhi jian gou xing zhuai bian de shi lei ,zheng ming le zai jue re peng zhang guo cheng zhong ,yi gou ti de gou xing zhuai bian bu hui fa sheng ,ta men de xiang dui bu ju bao chi bu bian 。3.yin ru dian zi zhen dong guang pu de Franck-Condonmo ni ,mo ni le dui yi bing ji ben fen he jian jia yang ji ben jing fen zi ji fa tai he li zi tai de zhen dong guang pu ,li lun mo ni yu shi yan jie guo fu ge de fei chang hao ,shi xian le shi yan guang pu shang zhen dong feng de zhun que gui shu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山西大学的赵岩，发表于刊物山西大学2019-11-12论文，是一篇关于苯衍生物分子论文,激发态和离子态论文,紫外紫外烧孔论文,质量分辨阈值电离论文,电子振动光谱论文,山西大学2019-11-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山西大学2019-11-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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