实验5紫外吸收光谱的计算一、实验目的:(1)掌握紫外吸收的基本原理(2)熟悉溶液中的计算(3)学会如何看MO二、实验原理1、溶剂效应的理论方法1)超分子方法解决构象问题,、计算量问题,和外部溶剂的板块效应问题
2)连续介质模型定义:连续介质模型是将溶剂整体看做连续介质,并推导能够描述主要溶剂性质的解析方程
优点:计算量小,使用方便,大大减少体系自由度,例如对于200个水分子的精确描述需要近1800个自由度,可以较精确地处理长程静电相互作用这一最主要的溶剂效应
缺点:缺乏溶质-溶剂相互作用的微观信息,如氢键连续介质模型技术包括很多分支理论,其中最广泛的是自洽反应场(SCRF)理论
自洽反应场(SCRF)理论:在这个模型中,溶质被放在一个沉浸在介电常数为ε连续介质中的空穴内,这个空穴可以是球形,椭球形或者其他形状,通常选为球形
将反应场理论加入到量子化学分子轨道理论中发展成为自洽反应场(SCRF)理论
3)超分子-连续介质方法QM/MM/连续介质:将近溶剂化层扩大为溶质体系外围采用连续介质模型
在计算过程中将介质用量子力学计算,而将溶剂用分子力学计算
2、计算溶剂化能1)球孔穴的Born公式(点电荷模型)2)球孔穴的点偶极模型-Onsager模型3)非球孔穴数值解-PCM溶剂化能:3、紫外吸收光谱紫外吸收光谱属于电子光谱,是由于价电子的跃迁而产生的
利用物质的分子或离子对紫外光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断
如图所示:在有机化合物分子中有形成单键的σ电子、有形成双键的л电子、有未成键的孤对n电子
当分子吸收一定能量的辐射能时,这些电子就会跃迁到较高的能级,此时电子所占的轨道称为反键轨道,而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系
在紫外吸收光谱中,电子的跃迁有σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*四种类型,各种跃迁类型所需要的能