含溴化合物的光解离在臭氧层破坏与环境保护方面意义深远。含溴化合物的光解离实验很多,实验能同时测得基态产物Br(2P3/2)与激发态产物Br*(2P1/2)。相对于大量的实验工作,理论研究远远滞后。现有工作无法清楚的解释解离产物Br与Br*的来源问题,有必要对其光解离机制进行系统的量子化学研究。本项目将应用考虑了旋轨耦合效应的多参考态的高精度量子化学计算方法对若干含溴化合物2-溴噻吩、3-溴噻吩、C2H5Br、1,2-C2H4Br2、1,2-C2H4BrCl、C3H7Br和2-C3H7Br的光解离机制进行深入的理论计算和研究。内容包括优化各分子基态与激发态的构型、计算发射光谱和重要跃迁的振子强度;构建各分子基态与低激发态的绝热与非绝热的解离势能曲线;计算势能面交叉点构型及能量,详细探讨光解离机制,彻底搞清解离产物Br与Br*的来源。实现在电子水平上解释实验结论,为实验研究提供可靠的理论支持。
bromine compounds;photodissociation;multiconfiguration-based methods;spin-orbit coupling;excited state
本项目对若干含溴分子C2H5Br、1,2-C2H4Br2、1,2-C2H4BrCl、C3H7Br、2-C3H7Br、2-溴噻吩和3-溴噻吩的光解离机制进行了深入的理论研究。应用考虑了旋轨耦合效应的多参考态的高精度量子化学计算方法(CASSCF、CASPT2、MS-CASPT2/CASSI-SO等)对上述含溴化合物进行计算。优化了各分子基态及激发态的构型、计算了发射光谱和重要跃迁的振子强度;构建了各分子基态与低激发态的绝热与非绝热的C-Br解离势能曲线,曲线图清晰的给出了Br与Br*的解离通道;讨论了不同势能解离曲线的特点,彻底搞清了解离产物Br(2P3/2)与Br*(2P1/2)的来源,很好的解释了相关实验结果。光解离势能曲线的构建方法得到国内外同行审稿人的认可,为研究类似体系提供了有益参考。同时,本项目还研究了若干含9个价电子的HXY体系的电子激发态及若干重要有机中间体的结构、性质及反应。本项目共发表学术论文17篇,其中SCI收录论文12篇。