采用密度泛函理论( DFT) B3LYP方法,对含二茂铁双 Schiff碱配体及其 Ni(Ⅱ)配合物的几何构型进 行优化。在得到稳定构型的基础上,采用含时密度泛函理论( TD-DFT)的 B3LYP方法计算了配合物的电子光 谱,并结合有限场( FF)方法研究了配体和配合物的极化率和二阶非线性光学( NLO)性质。结果表明,配体 中引入 Ni(Ⅱ)形成配合物后,极化率αs值变化不大,增加桥的共轭性或加入吸电子取代基,αs值均增大。 与配体相比,配合物的二阶 NLO系数均增大。双键桥连双 Schiff碱配体的
### 含二茂铁双Schiff碱配体及其Ni(Ⅱ)配合物电子光谱和二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究
#### 概述
本研究聚焦于含二茂铁双Schiff碱配体及其Ni(Ⅱ)配合物的电子光谱和二阶非线性光学(NLO)性质。通过采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法对目标分子进行了几何构型优化，并进一步利用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了这些分子的电子光谱。此外，还结合了有限场(FF)方法研究了这些分子的极化率和NLO性质。
#### 密度泛函理论(DFT)的应用
密度泛函理论是一种用于计算电子结构的方法，特别适用于复杂系统的计算。在本研究中，采用了B3LYP泛函，这是一种广为人知的混合泛函，它结合了Becke的三个参数的交换能量函数和Lee、Yang、Parr的非局域相关能量函数，能够提供较为准确的电子结构和能量预测。为了优化分子的几何构型，研究人员选择了非金属原子的6-31G\*基组和金属原子的SDD基组，这两种基组能够较好地平衡计算精度和计算效率。
#### 几何构型优化
通过DFT优化获得了目标分子的稳定构型，这对于后续的电子光谱和NLO性质的计算至关重要。优化过程确保了所获得的分子构型是最稳定的，从而使得后续的计算结果更加可靠。
#### 电子光谱的计算
利用TD-DFT的B3LYP方法，研究人员计算了这些分子的电子光谱。TD-DFT是一种扩展的DFT方法，可以用来计算激发态的性质，如吸收光谱和荧光光谱。这种方法能够提供有关分子内部电子跃迁的信息，对于理解分子的光学性质至关重要。
#### 极化率和NLO性质的计算
结合有限场(FF)方法，研究人员进一步研究了配体和配合物的极化率和NLO性质。极化率是指在外电场作用下分子内部电子分布发生变化的程度，而NLO性质则是指分子在强电场作用下表现出来的非线性光学效应。这些性质对于评估材料的光学性能非常重要。
#### 结果分析
研究结果表明，当在配体中引入Ni(Ⅱ)形成配合物后，极化率α_s的变化并不显著。然而，增加桥的共轭性或添加吸电子取代基都能够显著提高α_s值。此外，与原始配体相比，Ni(Ⅱ)配合物的二阶NLO系数都有所增加。具体来说，双键桥连双Schiff碱配体的β_tot值远高于单键桥连双Schiff碱配体的β_tot值，但单、双键桥连双Schiff碱配合物的β_tot值相当接近。这一结果揭示了桥连类型对NLO性质的影响。
#### 二茂铁基团的作用
值得注意的是，二茂铁基团在配体和配合物中的作用有所不同。在配体中，二茂铁基团表现出一定的吸电子性，而在配合物中则呈现出给电子性。这种差异可能是由于Ni(Ⅱ)离子的存在改变了二茂铁基团周围的电子云分布，进而影响了其化学性质。
#### 结论
通过对含二茂铁双Schiff碱配体及其Ni(Ⅱ)配合物的电子光谱和NLO性质的研究，我们不仅深入了解了这些分子的结构与性质之间的关系，还揭示了如何通过调整分子结构来优化材料的光学性能。这些研究成果对于开发新型光学材料具有重要意义。
## 参考文献
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通过上述研究内容和结论，我们可以看到密度泛函理论在探索新型光学材料方面的强大应用潜力。未来的研究将进一步探索如何通过精确调控分子结构来实现更高效、更稳定的NLO响应，为新型光学器件的设计与开发提供理论支持。
