《分子中原子的量子理論(QTAIM)用於激發態化學的研究》是依託湖南師範大學，由Samantha Jenkins擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：分子中原子的量子理論(QTAIM)用於激發態化學的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：Samantha Jenkins
- 依託單位：湖南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目致力於發展一種新方法，用於理解光化學中的激發態現象。基於分子中原子的量子理論(QTAIM)框架，激發態現象的發展將同時使用QTAIM及基於量子壓力張量的QTAIM分割。該方法將結合現有的其他理論方法，並且使用生成的總的電荷密度分布作為輸入。該方法可用於解釋多種光化學現象：光異構化、激發態分子內質子轉移和圓錐形交叉。該工作基於我們原有的QTAIM研究基礎，並引入新的基於量子壓力張量的分割。上述方法的實施將成為探明一些分子為何在激發態發生反應的新理論工具。
結題摘要
本項目致力於研究激發態分子內質子轉移，圓錐交叉以及雙鍵異構化等，這就要求將理論框架QTAIM和Stress tensor從現有的靜態向動態發展。取得的結果包括1.基於傾向性的分子扭曲成功地預測了圓錐交叉的交叉縫隙。2.明確了只有部分分子能產生激發態分子內質子轉移的原因（仍有些局限性）。3.理解了只有部分分子能產生雙鍵異構化的原因。 報告第一部分介紹了我們基於理論框架提出的一系列標量及矢量特徵。還包括為了深入理解電子電荷密度分布在激發態以及在化學鍵扭轉中所起的作用而開發出的新的理論工具。以及最近我們使用非絕熱分子動力學在現實時間尺度對電子電荷密度分布進行的全新角度的研究。通過開發出的理論工具，例如非絕熱分子動力學軌跡分析，我們已經能夠對分子馬達中的雙鍵異構化進行深入理解。 第二部分詳細介紹了項目期間內在研究激發態分子內質子轉移以及雙鍵異構化取得的成果以及由此獲得的理論發展。1.非絕熱分子動力學軌跡。因為非絕熱分子動力學軌跡可以到達非最穩定結構的點，所以有別於最小能量路徑，因此在分析穩定結構時我們除了用最小能量路徑還能通過非絕熱分子動力學軌跡分析的快慢來判斷。2.研究圓錐交叉點也可以用非絕熱分子動力學軌跡。我們還發現在S1激發態假定通過CI時量子壓力張量回響角度βσ不存在階梯狀的不連續，且散度偏離βσ約等於90度時，能實現圓錐交叉。而在S0圓錐交叉是不能通過βσ預測的。 項目組開發的QTAIM相關程式包AIMPAC2也已處於最後調試階段，很快就會開源在公共平台以及本組網站上。
