开壳层体系是构成磁性材料的基础,具有NLO活性的开壳层有机/配合物体系可成为一类新型光磁多功能材料,在现在高科技领具有重要应用前景。本项目采用量子化学ab initio HF和DFT等计算方法,系统研究了吡咯类自由基,Schiff碱类自由基,含氮氧自由基等开壳层有机分子及Fe, Co, Ni, Cu, Ru, Pd等离子(或原子)与有机配体形成开壳层配合物不同自旋多重度下的NLO性质。分析了开壳层有机体系自旋多重度与其NLO活性和共轭性质的关系,探讨了金属离子价态,d或f电子排布方式以及与配体间电子自旋耦合方式对NLO效应的影响。计算讨论了有机自由基分子排列方式,分子间相互作用对NLO活性和电子自旋耦合性质的影响,为 NLO材料设计提供新体系。通过与实验结果对比,进一步验证和拓展了计算开壳层有机/配合物体系的合理模型和适用方法,详细分析了计算方法和基组对计算结果影响的规律性,解决了计算开壳层体系技术问题和难点。得到了分子稳定性、极化率、超极化率与其结构、自旋多重度的对应关系,揭示了开壳层有机/配合物NLO活性和磁性质的微观本质,为新型多功能NLO材料的开发应用提供理论依据。
英文主题词open-shell organic/complex; spin multiplicity; NLO property; theoretical computation