论文部分内容阅读
本论文的主要工作是在较高计算水平上研究了有机分子体系分子间和分子内光诱导电子转移(PET) 的电子结构并讨论了动力学问题,包括激发态结构和性质的计算,动力学参数的估算以及光异构化和双荧光机理的讨论,并考虑了溶剂效应对分子结构、激发态能量以及吸收和发射光谱的影响。本论文共分三大部分:第一部分是PET 理论,包括第一章的基本理论和第二章的动力学理论。第二部分,采用单组态相关(CIS) 以及含时密度泛函理论(TDDFT) 方法,研究了一些具体的PET 体系,考虑了溶剂效应的影响。这部分包含了本论文的第三章到第六章;第三部分即论文第七章简单介绍了非均相PET 理论。第一章主要包含三方面的内容:(一)含时微扰理论与量子跃迁和电子激发。从含时微扰理论出发,介绍了著名的费米黄金规则。并用该规则讨论了光的吸收和发射,得到了态?态间的跃迁几率、跃迁电偶极矩以及振子强度等表征电子激发特征的物理量;(二)电子激发态的理论处理方法。主要介绍了CIS、CASSCF 以及TDDFT 的理论基础,以及各个方法在计算激发态时的优势和缺陷;(三)简单介绍了光诱导电荷分离过程的光谱溶剂效应,着重讨论了非平衡溶剂化理论的发展过程,以及几个主要的处理非平衡溶剂化的方法。第二章介绍了PET 的动力学理论。简单介绍了PET 的经典动力学过程和稳态近似处理。从电子耦合出发,把PET 区分为绝热和非绝热反应。对大多数绝热反应,可采用经典的Marcus 模型,而对大多数非绝热反应,则需用量子力学模型来处理。本章主要讨论了这两个模型,以及影响PET 速率常数的因素及其计算方法。本章的最后,对双荧光现象及其Lippert’s 解释做了简单的介绍,讨论了目前实验和理论研究上广泛使用的用来解释双荧光现象的主要假设。由于分子识别在生物体系和人造分子器件中的作用,在第三章中,我们选