非对称笼间电子迁移异构体与电场诱导电子迁移

王银锋 黄俭根 周光培 李志儒

引用本文: 王银锋, 黄俭根, 周光培, 李志儒. 非对称笼间电子迁移异构体与电场诱导电子迁移[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201207302 shu
Citation:  WANG Yin-Feng, HUANG Jian-Gen, ZHOU Guang-Pei, LI Zhi-Ru. Asymmetrical Inter-Cage Electron Transfer Electromers and Their Transfer Characteristics Under Electric Fields[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201207302 shu

非对称笼间电子迁移异构体与电场诱导电子迁移

  • 基金项目:

    江西省科技厅自然科学基金(20114BAB213007) (20114BAB213007)

    江西省教育厅自然科学基金(GJJ12486) (GJJ12486)

    国家自然科学基金(21173098) (21173098)

    井冈山大学博士启动基金(JZ10045) (JZ10045)

    吉林大学理论计算化学国家重点实验室开放课题基金资助项目 

摘要:

基于密度泛函理论研究了非对称双笼型单分子溶剂化电子e-@C24F22(NH)2C20F18(1、2 和3), 进一步展示了我们提出的一种新型电子异构体——(非对称型的)笼间电子迁移异构体. 1、2 和3 具有显著不同的偶极矩. 由于都存在两个氧化还原中心, 它们属于一种非金属型的新型Robin-Day II-III 分子. 对于1 和3, 额外电子分别定域在C24F22和C20F18笼里(Robin-Day II); 对于2, 额外电子则离域于两个非对称的笼中(Robin-Day III). 值得注意的是, 在y 轴方向上外加-0.0004和-0.0008 a.u.的临界电场(Ec)时可分别使1 的额外电子从C24F22笼中部分和全部地迁移到C20F18笼中, 即实现从1 到2 再到3 的转化; 当Ec为0.0004 a.u.时, 3 的额外电子从C20F18笼中全部迁移到了C24F22笼中, 即3 未经过2 直接转化成了1.

English

    1. [1]

      (1) Bally, T. Nat. Chem. 2010, 2, 165. doi: 10.1038/nchem.564

      (1) Bally, T. Nat. Chem. 2010, 2, 165. doi: 10.1038/nchem.564

    2. [2]

      (2) Puschmann, H. F.; Harmer, J.; Stein, D.; Rüegger, H.; de Bruin,B.; Grützmacher, H. Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49, 385.doi: 10.1002/anie.200903201(2) Puschmann, H. F.; Harmer, J.; Stein, D.; Rüegger, H.; de Bruin,B.; Grützmacher, H. Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49, 385.doi: 10.1002/anie.200903201

    3. [3]

      (3) Gütlich, P.; Dei, A. Angew. Chem. Int. Edit. 1997, 36, 2734.doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773(3) Gütlich, P.; Dei, A. Angew. Chem. Int. Edit. 1997, 36, 2734.doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773

    4. [4]

      (4) Chaudhuri, P.; Hess, M.; Hildenbrand, K.; Bill, E.;Weyhermüller,T.;Wieghardt, K. Inorg. Chem. 1999, 38, 2781. doi: 10.1021/ic990003g(4) Chaudhuri, P.; Hess, M.; Hildenbrand, K.; Bill, E.;Weyhermüller,T.;Wieghardt, K. Inorg. Chem. 1999, 38, 2781. doi: 10.1021/ic990003g

    5. [5]

      (5) de Visser, S. P.; Ogliaro, F.; Harris, N.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3037. doi: 10.1021/ja003544+(5) de Visser, S. P.; Ogliaro, F.; Harris, N.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3037. doi: 10.1021/ja003544+

    6. [6]

      (6) Chen, D. L.; Tian,W. Q.; Feng, J. K.; Sun, C. C. J. Chem. Phys.2008, 128, 044318.(6) Chen, D. L.; Tian,W. Q.; Feng, J. K.; Sun, C. C. J. Chem. Phys.2008, 128, 044318.

    7. [7]

      (7) Lu, X.; Chen, Z.; Thiel,W.; Schleyer, P. v. R.; Huang, R.;Zheng, L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14871. doi: 10.1021/ja046725a(7) Lu, X.; Chen, Z.; Thiel,W.; Schleyer, P. v. R.; Huang, R.;Zheng, L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14871. doi: 10.1021/ja046725a

    8. [8]

      (8) Wang, Y. Y.; Shi, Q.; Zhang, F. X.; Shi, Q. Z. Chin. J. Inorg. Chem. 1999, 15, 557. [王尧宇, 时茜, 张逢星, 史启祯.无机化学学报, 1999, 15, 557.](8) Wang, Y. Y.; Shi, Q.; Zhang, F. X.; Shi, Q. Z. Chin. J. Inorg. Chem. 1999, 15, 557. [王尧宇, 时茜, 张逢星, 史启祯.无机化学学报, 1999, 15, 557.]

    9. [9]

      (9) Robin, M. N.; Day, P. Adv. Inorg. Chem. Radiochem. 1967, 10,247.(9) Robin, M. N.; Day, P. Adv. Inorg. Chem. Radiochem. 1967, 10,247.

    10. [10]

      (10) Shriver, D. F.; Atkins, P.W.; Langford, C. H. Inorganic. Chemistry; Higher Education Press: Beijing, 1997; pp 553-555;translated by Gao, Y. C., Shi, Q. Z., Li, P. R. [Shriver, D. F.;Atkins, P.W.; Langford, C. H. 无机化学. 高忆慈, 史启祯,李丙瑞, 译. 北京: 高等教育出版社, 1997: 553-555.](10) Shriver, D. F.; Atkins, P.W.; Langford, C. H. Inorganic. Chemistry; Higher Education Press: Beijing, 1997; pp 553-555;translated by Gao, Y. C., Shi, Q. Z., Li, P. R. [Shriver, D. F.;Atkins, P.W.; Langford, C. H. 无机化学. 高忆慈, 史启祯,李丙瑞, 译. 北京: 高等教育出版社, 1997: 553-555.]

    11. [11]

      (11) Demadis, K. D.; Hartshorn, C. M.; Meyer, T. J. Chem. Rev.2001, 101, 2655. doi: 10.1021/cr990413m(11) Demadis, K. D.; Hartshorn, C. M.; Meyer, T. J. Chem. Rev.2001, 101, 2655. doi: 10.1021/cr990413m

    12. [12]

      (12) Lambert, C.; Nöll, G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8434. doi: 10.1021/ja991264s(12) Lambert, C.; Nöll, G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8434. doi: 10.1021/ja991264s

    13. [13]

      (13) Desfrançois, C.; Carles, S.; Schermann, J. P. Chem. Rev. 2000,100, 3943. doi: 10.1021/cr990061j(13) Desfrançois, C.; Carles, S.; Schermann, J. P. Chem. Rev. 2000,100, 3943. doi: 10.1021/cr990061j

    14. [14]

      (14) Lee, H. M.; Lee, S.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 187.doi: 10.1063/1.1576757(14) Lee, H. M.; Lee, S.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 187.doi: 10.1063/1.1576757

    15. [15]

      (15) Li, Y.; Li, Z. R.;Wu, D.; Li, R. Y.; Hao, X. Y.; Sun, C. C.J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3145. doi: 10.1021/jp036808y(15) Li, Y.; Li, Z. R.;Wu, D.; Li, R. Y.; Hao, X. Y.; Sun, C. C.J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3145. doi: 10.1021/jp036808y

    16. [16]

      (16) Matsuishi, S.; Toda, Y.; Miyakawa, M.; Hayashi, K.; Kamiya,T.; Hirano, M.; Tanaka, I.; Hosono, H. Science 2003, 301, 626.doi: 10.1126/science.1083842(16) Matsuishi, S.; Toda, Y.; Miyakawa, M.; Hayashi, K.; Kamiya,T.; Hirano, M.; Tanaka, I.; Hosono, H. Science 2003, 301, 626.doi: 10.1126/science.1083842

    17. [17]

      (17) Wang, Y. F.; Li, Z. R.;Wu, D.; Sun, C. C.; Gu, F. L. J. Comput. Chem. 2010, 31, 195. doi: 10.1002/jcc.v31:1(17) Wang, Y. F.; Li, Z. R.;Wu, D.; Sun, C. C.; Gu, F. L. J. Comput. Chem. 2010, 31, 195. doi: 10.1002/jcc.v31:1

    18. [18]

      (18) Wang, Y. F.; Chen,W.; Yu, G. T.; Li, Z. R.;Wu, D.; Sun, C. C.J. Comput. Chem. 2010, 32, 2012.(18) Wang, Y. F.; Chen,W.; Yu, G. T.; Li, Z. R.;Wu, D.; Sun, C. C.J. Comput. Chem. 2010, 32, 2012.

    19. [19]

      (19) Wang, Y. F.; Li, Z. R.;Wu, D.; Li, Y.; Sun, C. C.; Gu, F. L.J. Phys. Chem. A 2010, 114, 11782. doi: 10.1021/jp1056557(19) Wang, Y. F.; Li, Z. R.;Wu, D.; Li, Y.; Sun, C. C.; Gu, F. L.J. Phys. Chem. A 2010, 114, 11782. doi: 10.1021/jp1056557

    20. [20]

      (20) Wang, Y. F.; Li, Y.; Zhou, Z. J.; Li, Z. R.;Wu, D.; Huang, J.; Gu,F. L. ChemPhysChem 2012, 13, 756. doi: 10.1002/cphc.201100790(20) Wang, Y. F.; Li, Y.; Zhou, Z. J.; Li, Z. R.;Wu, D.; Huang, J.; Gu,F. L. ChemPhysChem 2012, 13, 756. doi: 10.1002/cphc.201100790

    21. [21]

      (21) Wang, X.; Ma, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 16134.(21) Wang, X.; Ma, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 16134.

    22. [22]

      (22) Zhou, Z. J.; Li, X. P.; Liu, Z. B.; Li, Z. R.; Huang, X. R.; Sun,C. C. J. Phys. Chem. A 2010, 115, 1418.(22) Zhou, Z. J.; Li, X. P.; Liu, Z. B.; Li, Z. R.; Huang, X. R.; Sun,C. C. J. Phys. Chem. A 2010, 115, 1418.

    23. [23]

      (23) Jordan, K. D.; Luken,W. J. Chem. Phys. 1976, 64, 2760.doi: 10.1063/1.432599(23) Jordan, K. D.; Luken,W. J. Chem. Phys. 1976, 64, 2760.doi: 10.1063/1.432599

    24. [24]

      (24) Skurski, P.; Gutowski, M.; Simons, J. Int. J. Quantum Chem.2000, 80, 1024. doi: 10.1002/(ISSN)1097-461X(24) Skurski, P.; Gutowski, M.; Simons, J. Int. J. Quantum Chem.2000, 80, 1024. doi: 10.1002/(ISSN)1097-461X

    25. [25]

      (25) Rienstra-Kiracofe, J. C.; Tschumper, G. S.; Schaefer, H. F., III;Sreela, N.; Ellison, G. B. Chem. Rev. 2002, 102, 231. doi: 10.1021/cr990044u(25) Rienstra-Kiracofe, J. C.; Tschumper, G. S.; Schaefer, H. F., III;Sreela, N.; Ellison, G. B. Chem. Rev. 2002, 102, 231. doi: 10.1021/cr990044u

    26. [26]

      (26) Pathak, A. K.; Mukherjee, T.; Maity, D. K. J. Chem. Phys. 2007,127, 044304. doi: 10.1063/1.2756535(26) Pathak, A. K.; Mukherjee, T.; Maity, D. K. J. Chem. Phys. 2007,127, 044304. doi: 10.1063/1.2756535

    27. [27]

      (27) Khan, A. Chem. Phys. Lett. 2005, 401, 85. doi: 10.1016/j.cplett.2004.11.035(27) Khan, A. Chem. Phys. Lett. 2005, 401, 85. doi: 10.1016/j.cplett.2004.11.035

    28. [28]

      (28) Likura, H.; Tsuneda, T.; Yanai, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys.2001, 115, 3540. doi: 10.1063/1.1383587(28) Likura, H.; Tsuneda, T.; Yanai, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys.2001, 115, 3540. doi: 10.1063/1.1383587

    29. [29]

      (29) Zhang, L.; Yan, S.; Cukier, R. I.; Bu, Y. J. Phys. Chem. B 2008,112, 3767.(29) Zhang, L.; Yan, S.; Cukier, R. I.; Bu, Y. J. Phys. Chem. B 2008,112, 3767.

    30. [30]

      (30) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09,Revision A.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.(30) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09,Revision A.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.

    31. [31]

      (31) Aihara, J. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 7487. doi: 10.1021/jp990092i(31) Aihara, J. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 7487. doi: 10.1021/jp990092i

    32. [32]

      (32) Simons, J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 6401. doi: 10.1021/jp711490b

      (32) Simons, J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 6401. doi: 10.1021/jp711490b

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  849
  • 文章访问数:  2390
  • HTML全文浏览量:  81
文章相关
  • 发布日期:  2012-10-17
  • 收稿日期:  2012-06-08
  • 网络出版日期:  2012-07-30
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章