几种拉曼探针分子的结构和振动光谱的密度泛函理论研究

摘要

用密度泛函理论（DFT）对1，4-二[2-（4-吡啶基）乙烯基]苯（BPENB）和1，2-二(4-吡啶基)乙烯(BPE)两种拉曼探针分子及4-巯基吡啶(4-MPY)吸附在半导体纳米粒子（以硫化锌和氧化锌为代表）的结构和振动光谱进行了研究，得到了如下结果： 一、用五种DFT方法对1，4-二[2-（4-吡啶基）乙烯基]苯（BPENB）分子的振动光谱和结构进行了研究。通过理论与实验数据的比较得出，在共结晶态和金属复合盐晶体时，BPENB最可能采取的是顺反式构象。这五种DFT方法在计算BPENB分子的几何参数和谐振频率方面表现出的优越性关系为：在优化几何参数方面，B3PW91和B3LYP方法优于其它方法；在计算谐频方面，在非校正的情况下, BPW91获得的理论数据与实验结果符合的较好。 二、用6种常用的DFT方法采用6-31++G(d,p)基组对1，2-二(4-吡啶基)乙烯(BPE)的几何结构和振动光谱进行了研究，并与实验结果进行了比较得出，在优化几何参数方面，B3PW91方法优于其它方法；在计算谐频方面，在非校正的情况下, BPW91/6-31++G(d,p)获得的理论数据与实验结果符合的较好。 三、用B3LYP方法对4-巯基吡啶(4-MPY)在半导体纳米粒子（以硫化锌和氧化锌为代表）表面上的吸附进行了研究，我们得出4-MPY可能是以倾斜的方式吸附在半导体表面，又以该构型为基础探讨了4-巯基吡啶吸附在硫化锌和氧化锌表面的振动光谱并对振动模式进行了详细的指认。同时，得出其SERS机理可能是化学增强。