适合螺旋空穴与碱金属配位结构的理论研究.doc

本科毕业论文适合螺旋空穴与碱金属配位结构的理论研究Theoreticalstudyofscrewholeandalkalimetalcoordinationstructure学号：学生姓名：指导教师：所在学院：所学专业：二O一五年五月II摘要近年来，非线性光学(NLO)材料在激光，通讯，电子仪器及医药器材等领域方面得到广泛应用。因此，合成非常好的非线性光学材料吸引了研究者的大量关注。本文通过密度泛函理论方法研究了这种具有扭结体系的结构和非线性光学性质之间的关系。我们选择了一个含有12个交替的吡啶-吡啶低聚物为母体分子，通过在螺旋空穴中分别掺杂两个碱金属原子（锂，钠和钾）设计了三个新分子。主要研究了它们的结构和非线性光学性质之间的关系。三个螺旋化合物Py–pym–2M(M=Li,NaandLi)通过把两个碱金属掺杂到螺旋空穴中被设计。结果表明Py–pym–2Na和Py–pym的结构非常相似，Py–pym–2Na的相互作用能是小于Py–pym–2Li和Py–pym–2K，这表明钠原子的大小和Py–pym化合物的螺旋空穴的尺寸是比较匹配的。关键词：螺旋化合物；螺旋空穴；密度泛函；二阶非线性光学AbstractRecently,considerableattentionshavebeenpaidtosynthesizeexcellentnonlinearoptical(NLO)materials,duetotheirpotentialapplicationsinthefieldofoptoelectronicstechnology.Inpresentwork,weinvestigatetheelectro-opticalpropertiesofsixMöbiusclacenes[n]MC(n=13-18,nisthenumberofbenzenoidrings)andthreehelicalcomplexesyridine-pyrimidine-2M(Py-pym-2M,M=Li,NaandK).weselectalternatingpyridine-pyrimidine(Py-pym)oligomerswithtwelveheterocyclesasparentmolecule,anddesignthreenewcomplexesbydopingtwoalkalimetalsM(M=Li,NaandK)intothehelicalcavitiesofthePy-pymoligomers(Scheme),focusingontherelationshipbetweenthestructureandNLOpropertiesofthepyridine-pyrimidine-2M(Py-pym-2M).Threehelicalcomplexespyridine-pyrimidine-2M(Py-pym-2M)weredesignedbydopingtwoalkalimetalsM(Li,NaandK)intothehelicalcavities.ResultsshowthestructuresofPy-pym-2NaandPy-pymareverysimilar,andtheinteractionenergyofPy-pym-2NaissmallerthanthoseofPy-pym-2LiandPy-pym-2K.ItindicatestheNaatompossessesanappropriatesizetofitinthehelicalcavitiesofPy-pym.Keywords:helicalcomplexe;screwhole;DTF;Second-ordernonlinearopticalsusceptibility目录.摘要IIAbstractII1．绪论11.1研究现状11.2研究内容22．理论基础和计算方法32.1量子化学的发展及其前景32.2电子相关能42.3分子光谱43．适合螺旋空穴与碱金属配位结构的理论研究53.1计算方法53.2结果与讨论63.2.1几何结构63.2.2相互作用能和NBO电荷分析83.3结论9致谢10参考文献……………………………………………………………………………11121.绪论1.1研究现状由于在光电技术领域方面的潜在应用，合成非常好的非线性光学材料吸引了研究者的大量的关注。通常来讲，增加二阶非线性光学响应的传统策略主要包括以下几个方面：带有扩张的π电子分子体系[1]，通过共轭桥连接的给体和受体[2]，增强的推拉效应[3]，键长交替理论[4]，扭曲的π电子体系[5]，螺旋形的共轭分子等等。最近，螺旋型的化合物在材料化学，纳米技术,光学和电子设备上广泛的应用[6]，因此吸引了化学家和研究者的