2.2 Электронно-возбужденное состояние пропанола-1

Цель: рассчитать энергии электронного перехода химической частицы в возбужденное состояние.

Ход работы:

Переход S₁→ S₀

1.1Рассчитаем энергию дезактивации пропанола-1, путем внутренней конверсии:

ΔЕ = Е_S1- Е_S0 = -17716.333 - (-17830.947) = 114,614 (ккал/моль)

1.2Рассчитаем длину волны по формуле:

λ = N_A· (1),

где:

N_{A =}

С =

λ = N_A· = (нм)

Таблица №1 Результаты расчетов состояния S₁-S₀

Es1ккал/моль	Es0 ккал/моль	∆E ккал/моль	∆E кДж/моль	λ нм
-17716.333	-17830.947	114,614	479,544	249,77

Переход S₁→ Т₁

2.1 Рассчитаем энергию интеркомбинационной конверсии пропанола-1:

ΔЕ = Е_Т1- Е_S1 = -17723.439- (-17716.333) = -7.106 (ккал/моль)

Таблица №2 Результаты расчетов состояния S₁- Т₁

Eт1 ккал/моль	Es1 ккал/моль	∆E ккал/моль	∆E кДж/моль
-17723.439	-17716.333	-7.106	-29.731

Переход Т₁→ S₀

3.1 Рассчитаем энергию дезактивации пропанола-1, путем внутренней конверсии:

ΔЕ = Е_Т1- Е_S0 = -17723.439 – (-17830.947) = 107,508 (ккал/моль)

3.2 Рассчитаем длину волны :

λ = N_A· = 266,28 (нм)

Таблица №3 Результаты расчетов состояния Т₁→ S₀

Eт1 ккал/моль	Es0 ккал/моль	∆E ккал/моль	∆E кДж/моль	λ нм
-17723.439	-17830.947	107,508	449,813	266,28

Вывод: рассчитал энергию интеркомбинационной конверсии пропанола-1, энергию дезактивации пропанола-1, путем внутренней конверсии, а также длину волны для переходов Т₁→ S₀ и S₁→ S₀.

2.3 Электронное строение пропанола-1

Цель: освоить методику проведения квантовохимического расчета пропанола-1 в синглетном основном состоянии, возбужденном состоянии, триплетном состоянии. Рассмотреть структуру блока результатов квантовохимического расчета Net charges and coordinates.

Ход работы:

Для выполнения цели работы была построена 3-D модель пропанола-1 и проведены квантовохимические расчеты:

1.В основном электронном состоянии (S₀) с оптимизацией молекулярной геометрии.

2. В синнглетном электронном состоянии (S₁) с оптимизацией молекулярной геометрии.

3. В триплетном электронном состоянии (Т₁) с оптимизацией молекулярной геометрии.

Молекулярная геометрия пропанола-1 сохранена в файле с расширением *.zmt

Результаты расчетов сохранены в файлах с расширением *.log

Электронная диаграмма для состояния (S₀) :

Электронная диаграмма для состояния (S₁) :

Электронная диаграмма для состояния (Т₁) :

Полная энергия ( Е_полн.) пропанола-1 рассчитывается как сумма Е_х (энергия электростатического взаимодействия атомных остовов пропанола-1 ) и Е_у.( электронная энергия пропанола-1).

Результаты рассчетов были занесены в таблицу №1.

Таблица №1 Полная энергия молекулярных систем и ее компоненты

Молекулярный объект	Состояние	Энергия, ккал/моль
		Еполн.	Ех (електрон)	Еу (ядро-ядро)
С3Н7ОН	S0	-17830.947	-17830.947	-16779.552
С3Н7ОН	S1	-17716.333	-936.780	-16779.552
С3Н7ОН	T1	-17723.439	-943.887	-16779.552

Вывод: при переходе из состояния S₀ в состояние S₁ заряд на атомах С, О, Н изменяется, особенно заметно изменение заряда на атоме О. При переходе из состояния S₁ в состояние T₁изменение заряда практически не происходит.