高斯計算的分子的吸收譜圖與實驗一致,而熒光譜圖與實驗不同,原

2021-04-19 06:26:36 字數 4887 閱讀 5743

1樓:匿名使用者

高斯計算的分子

bai的吸收譜du

圖與實驗一致,而熒光譜zhi圖與實驗不同dao,原因是為什麼專計算激發態到基態的屬躍遷波長時選擇的方法要滿足能夠研究激發態,並且能優化激發態的幾何結構.因為發射光譜(熒光或磷光)對應的激發態分子已經經歷了振動弛豫,幾何構型處於勢能面的極小點,振動能級為基態.找到這個幾何構型下的組態,必須通過激發態的幾何構型優化完成.

滿足這樣要求的方法只有cis和casscf.cis中用root、casscf中用nroot選項選擇感興趣的激發態,cis計算裡用singlets和triplets選項選擇單重激發態或三重激發態(對應熒光或磷光),casscf計算時需要將與躍遷有關的軌道包含進活性空間並且選擇好的初始波函式,剩下的工作和一般的優化幾何構型計算區別不大.

casscf優化出錯求助

2樓:暖陽下淺淺笑

過渡態計算需要使用二階導數,而molcas的caspt2只能用數值梯度和數值二階導。在一個結

內構計算數值二階導數,所需的容單點能計算個數正比於9倍的原子數平方(對於有一定對稱性的體系,多參考方法的二階導數計算需要關閉對稱性,但是如果數值位移程式寫得比較聰明的話,可以排除一部分對稱等價的單點能計算,把計算量降低2倍至一兩個數量級,但我對molcas不報希望),根據演算法的不同再乘以2以上的因子。你可以估計出一步優化所需的單點計算個數。

近似方法:

caspt2數值梯度計算的計算量遠比二階導計算小得多,一般都可以接受。二階導數來自casscf,用解析方法獲得。估計要自己設計執行指令碼。

我用molpro做過這種計算,有個好處是caspt2有解析梯度,但是單點能計算比molcas的caspt2慢一個數量級。在優化的頭幾步要即時更新casscf二階導(如果初始結構在過渡態附近,也可以不更新),此後不需要重算casscf二階導,這樣可以進一步降低計算量。第一次找到過渡態後,重新產生casscf二階導,按上面的流程再優化一次。

最後得到caspt2理論級別的過渡態。

手性化合物的絕對構型與比旋光度的關係是怎樣的

3樓:匿名使用者

絕對復構型的確定,可以用二維核磁制

或者偏振紅外來判斷;

原理很簡單,不同的絕對構型,原子間距離不一樣,因此二維核磁就可以區分開來。如果是偏振紅外,你假定一個構型,用高斯去計算紅外譜圖,然後與實驗譜圖對比。一致,就是假定的構型;強度反向,那就是相反的構型

用已知r-或s-的酸與你的化合物成脂, 再做2d-h1-nmr確定你的化合物物的絕對構型, 著是美國很多化學雜誌能接受的確定構型或是否消旋的標準方法

水的紫外吸收峰

4樓:熱情的逍遙風

紫外吸收光譜法基本原理

一、電子躍遷

最常碰到的電子躍遷型別

二、髮色團、助色團和吸收帶

1、髮色團

指具有躍遷的不飽和基團,這類基團與不含非鍵電子的飽和基團成鍵後,使化合物的最大吸收位於200nm或200nm以上,摩爾吸光係數較大(一般不低於5000),簡單的生色團由雙鍵或三鍵體系組成.現簡要討論含生色團的不同型別有機化合物的電子吸收光譜.

(1)乙烯及其衍生物

簡單無環烯烴,如乙烯的躍遷的最大吸收在180nm附近,有烷基取代基時,由於碳原子的sp2雜化,最大吸收略有紅移,這種現象的實質是誘導效應或超共軛效應引起的.

共軛生色團

含一個以上生色團的分子的吸收帶可能是彼此隔開的生色團吸收的疊加,或可能是生色團的相互作用的結果.即使兩個生色團為一個單鍵所隔開.也會發生共軛作用,於是電子吸收光譜與孤立的生色團的吸收帶相比,呈現出明顯的變化.

最簡單的一個例子是1,3一丁二烯ch2=ch—ch=ch2,該分子中,兩個c=c鍵為一個單鍵隔開,由於共軛作用,該分子給出的吸收光譜向低能量方向移動.在共軛體系中,電子離域於至少四個原子之間;這導致了躍遷能量的下降,同時由於躍遷機率增加而使摩爾吸光係數也有所增加.共軛作用對躍遷的影響相當大.

對乙烯(193nm)1,3—丁二烯(217nm),已三烯(258nm),辛四烯(300nm)系列來說,可以看到:隨該系列每個化合物中c=c雙鍵的逐漸增加,產生紅移並伴有摩爾吸光係數的增加.

(2)多炔和烯炔烴

簡單三鍵的躍遷在175nm處有最大吸收,摩爾吸光係數約為6000.

共軛炔的電子吸收帶也向低能量方向移動,但是,其摩爾吸光係數則要比共軛烯的低得多.例如,乙烯乙炔ch2=ch—c=ch所呈現的吸收帶在1,3一丁二烯附近(=219nm)但其摩爾吸光係數僅為6500,而1,3一丁二烯的是21000.當共軛體系擴充套件到3至6個三鍵時,則產生高強度吸收帶,摩爾吸光係數達105數量級.

含雙鍵的炔烴共軛體系,其紫外吸收光譜與多炔烴相似,在碳鏈長度相同的情況下,烯炔烴的吸收強度比多炔烴大,且最大吸收波長進一步紅移.

(3)羰基化合物

羰基化合物與二烯類、非極性不飽和化合物不同,前者的吸收帶強烈地受到溶劑性質的影響,且隨α取代基的增加,躍遷的吸收帶逐漸紅移;後者一般不受α取代基的影響.在飽和有機化合物分子中含有酸、酯、內酯和內醯胺等結構單元,羰基的吸收一般在200—205nm.但是,當分子中的雙鍵與羰基共軛時,其吸收帶顯著增強.

(4)芳烴和雜環化合物

飽和五元和六元雜環化合物在200nm以上的紫外可見區沒有吸收,只有不飽和的雜環化合物即芳香雜環化合物在近紫外區有吸收.這種吸收由 躍遷和躍遷產生的.

(5)偶氮化合物

含—n=n—鍵的直鏈化合物產生的低強度的吸收帶位於近紫外區和可見區.長波處的吸收帶被認為是由躍遷所致.對脂肪族的疊氮化合物來說,285nm處低能量吸收帶被認為是電子躍遷所致,而215nm處的吸收帶則被認為是s-p→躍遷所致.

2、助色團

指帶有孤對電子的基團,如—oh —or、—nh2、—nhr、—cl、—br—i等,它們本身不會使化合物分子產生顏色或者不能吸收大於200nm的光,但當它們與髮色團相連時,能使髮色團的吸收帶波長(λmax)向長波方向移動,同時使吸收強度增加.

(1)吸電子助色團

吸電子助色團是一類極性基團,如硝基中氧的電負性比氮大,故氮氧鍵是強極性鍵,當—no2引入苯環分子中,產生誘導效應和共軛效應,是苯環電子密度向硝基方向移動,且環上各碳原子電子密度分佈不均,分子產生極性.

(2)給電子助色團

給電子助色團是指帶有未成鍵p電子的雜原子的基團,當它引入苯環中,產生p-π共軛作用,如氨基中的氮原子含有未成鍵的電子,它具有推電子性質,使電子移向苯環,同樣使苯環分子中各碳原子電子密度分佈不均,分子產生偶極.

無論是吸電子基或給電子基,當它與共軛體系相連,都導致大π鍵電子雲流動性增大,分子中的躍遷的能級差減少,最大吸收向長波方向移動,顏色加深.同時也指出助色團對苯衍生物的助色作用,不僅與基團本身的性質有關,而且與基團的數量及取代位置有關.

3、紅移、藍移、增色效應和減色效應

在有機化合物中,因取代基的引入或溶劑的改變而使最大吸收波長髮生移動.向長波方向移動稱為紅移,向短波方向移動稱為藍移.

由於化合物分子結構中引入取代基或受溶劑改變的影響,使吸收帶強度即摩爾吸光係數增大或減小的現象稱為增色效應或減色效應.

三、吸收帶

1、r吸收帶

由化合物的躍遷產生的吸收帶.具有雜原子和雙鍵的共軛基團,如c=o、-no、-no2、-n=n-、-c=s 等.其特點是:

躍遷的能量最小,處於長波方向,一般λmax在270nm以上,但躍遷機率小,吸收強度弱,一般摩爾吸光係數小於100.

2、k吸收帶

是由共軛體系中的躍遷產生的吸收帶.其特點是:吸收峰的波長比r帶短,一般λmax >200nm,但躍遷機率大,吸收峰強度大.

一般摩爾吸光係數大於104,隨著共軛體系的增大,π電子雲束縛更小,引起躍遷需要的能量更小,k帶吸收向長波方向移動.

k吸收帶是共軛分子的特徵吸收帶.藉此可判斷化合物中的共軛結構.這是紫外光譜中應用最多的吸收帶.

3、b吸收帶

由苯環本身振動及閉合環狀共軛雙鍵躍遷而產生的吸收帶,是芳香族的主要特徵吸收帶.其特點是:在230-270nm呈現一寬峰,且具有精細結構,常用於識別芳香族化合物.

4、e吸收帶

也是芳香族化合物的特徵吸收帶,可以認為是苯環內三個乙烯基共軛發生的躍遷而產生的.e帶可分為e1和e2吸收帶,都屬於強吸收.

紅外吸收光譜圖與其紫外吸收曲線比較,紅外吸收光譜曲線具有如下特點:第一,峰出現的頻率範圍低,橫座標一般用微米(μm)或波數(cm-1)表示,第二,吸收峰數目多,圖形複雜;第三,吸收強度低.吸收峰出現的頻率位置是由振動能級差決定,吸收峰的個數與分子振動自由度的數目有關,而吸收峰的強度則主要取決於振動過程中偶極矩的變化以及能級的躍遷概率.

一、雙原子分子的振動

(一)諧振子振動

將雙原子看成質量為m1與m2的兩個小球,把連線它們的化學鍵看作質量可以忽略的彈簧,那麼原子在平衡位置附近的伸縮振動,可以近似看成一個簡諧振動.

在通常情況下,分子大都處於基態振動,一般極性分子吸收紅外光主要屬於基態(ν =0)到第一激發態(ν=1)之間的躍遷,即△ν=1.

非極性的同核雙原子分子在振動過程中,偶極矩不發生變化,△v=0,△e振=0,故無振動吸收,為非紅外活性.

根據紅外光譜的測量資料,可以測量各種型別的化學鍵力常數k.一般來說,單鍵鍵力常數的平均值約為5 n•cm-1,而雙鍵和三鍵的鍵力常數分別大約是此值的二倍和三倍.相反,利用這些實驗得到的鍵力常數的平均值和方程(10-5)或(10-6),可以估算各種鍵型的基頻吸收峰的波數.

例如:h-cl的k為5.1 n•cm-1.

根據(10-6)式計算其基頻吸收峰頻率應為2 993 cm-1,而紅外光譜實測值為2885.9 cm-1.

化學鍵的力常數k越大,原子摺合質量μ越小,則化學鍵的振動頻率越高,吸收峰將出現在高波數區;相反,則出現在低波數區.例如,≡c—c≡,═c═c═,—c≡c—,這三種碳—碳鍵的原子質量相同,但鍵力常數的大小順序是:叄鍵》雙鍵》單鍵,所以在紅外光譜中,吸收峰出現的位置不同:

c≡c約(2 222 cm-1)> c═c(約1 667 cm-1)>c—c(約1 429 cm-1).又如,c—c,c—n,c—o鍵力常數相近,原子摺合質量不同,其大小順序為c—c

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