外场对线性多烯分子π电子离域的影响

Linear polyene molecule is very important photoelectric material. Its electro-optical properties are closely related to the structure ordered, that is π-electron delocalization extent, and the field has an important influence to the π-electron delocalization, which is revealed the law of π-electron delocalization under the external filed action, mastered the best technology of π-electron delocalization. At the same time, it has theoretical value and bright application prospect for enriching molecule spectroscopy content and developing the high-quality polyene photoelectric material. Pressure, temperature and π-electron delocalized system under the external field. The resonance Raman scattering technology and Raman scattering cross section saturation within the fiber as the optical limit to evaluate π-electron delocalization has not been reported. This application is basis of quantum mechanics perturbation molecular orbital theory, density functional theory, and ab initio calculation as the basic methods, fiber-optic resonance Raman spectroscopy, ultraviolet-visible absorption spectroscopy, solvent effects as the technical methods with nuclear magnetic resonance techniques. We evaluate the π-electron delocalization using π-electron density, π bond order calculation, the optical limit (saturation) and the limit methods of the original Raman scattering cross section. This application to be undertaken the following research: the law of linear polyene molecules π-electron delocalization under the external filed (pressure, temperature, electromagnetic fields) and the influence of its molecular structure and performance, the technical methods and conditions of the best π-electron delocalization.

线性多烯分子是十分重要的光电材料。它的光电性质与其结构有序程度，即π电子离域程度密切相关，而外场对π电子离域有重要的影响，揭示外场作用下π电子离域规律、掌握最佳π电子离域技术，对丰富分子光谱学内容、研制高质量多烯光电材料既有理论价值又有光明应用前景。压力、温度等外场下π电子离域的系统研究我们没检索到有关文献，采用光纤内共振拉曼技术及用拉曼散射截面饱和做为光学极限来评价π电子离域也未见报道。本申请拟以量子力学微扰、分子轨道理论为基础，以密度泛函、从头算等计算方法为基本方法，以光纤共振拉曼光谱、紫外—可见吸收光谱、溶剂效应等为技术方法，配合核磁等技术，通过π电子密度、π键级计算，分析和利用光学极限（饱和）及独创的拉曼散射截面极限方法来评价π电子离域。本申请拟开展以下研究：外场（压强、温度、电磁场）作用下线性多烯分子π电子离域规律及对其分子结构、性能影响；研究获得最佳π电子离域的技术方法和条件。

线性多烯分子是一种非常重要的光电材料，且其光电性质与其π电子离域非常相关。外场对π电子离域影响很大，通过改变分子周围环境，研究π电子离域的规律，掌握调控π电子离域的有效手段，对丰富分子光谱学理论，研制高质量有机光电材料有重要意义。.课题组圆满地完成了项目计划内容，不仅取得了预期研究成果，还取得了原定研究内容之外的扩展成果，其中一些研究是现在研究的热点。（1）通过改变外界压强，研究了在高压条件下线性多烯分子的吸收光谱及共振拉曼光谱变化规律，分析了压强对β-胡萝卜素碳碳双键（C=C）、碳碳单键（C-C）及其结构的影响，归纳了高压下β-胡萝卜素等分子π电子离域的规律；（2）研究了β-胡萝卜素等吸收光谱、共振拉曼光谱随温度的变化规律，结合两种光谱技术，计算了有效黄昆因子，得到了电子-声子耦合系数与拉曼散射截面之间的关系； （3）对电场作用下的π电子离域也进行了探讨，开展了变化溶剂极化率调制电子-声子耦合的研究，并结合荧光光谱研究了β-胡萝卜素对叶绿素荧光的猝灭作用；（4）①开展了激光驱动动高压水的相变的相关研究，得到了理想的，高质量的冲击波诱导水受激拉曼光谱；同时，研究了不同体积分数水溶液在变温等外界条件下的相变问题。 ②研究了多环芳烃高压下结构性能研究，得到了高压下π电子离域规律及共轭长度的变化规律。