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TheMatrix

铜虫 (正式写手)

[求助] 请问如果基态是单重态,三重态就一定属于激发态么?已有1人参与

可能各位高手觉得这个很简单,但确实困扰了我。
比如苯,苯分子的基态是单重态,苯是否有可能发生单电子转移,形成有2个单电子的结构,成为三重态?如下图所示。
那么这个三重态是不是所谓的光化学中提到的激发三重态T1?还是根本不涉及到激发态的问题?因为有些情况下(非光化学),闭壳层单重态的分子会发生化学键均裂,生成两个自由基,因此有这样的疑问。
比如用普通的DFT进行几何结构优化,多重度设置为3,开壳层计算得到计算结果;
另一种方法是TDDFT,闭壳层,多重度设置为3,进行几何优化;这两个方法哪个是对的?
请问如果基态是单重态,三重态就一定属于激发态么?
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[ Last edited by TheMatrix on 2013-12-22 at 15:45 ]
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beefly

专家顾问 (职业作家)

地沟油冶炼专家

如果基态是单重态,那么三重态就一定不是基态。因此三重态属于激发态。

这是一个简单的逻辑问题。
beefly《西太平洋大学现代英汉词典》[bi:fli]牛肉一般地
2楼2013-12-22 16:38:16
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TheMatrix

铜虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by beefly at 2013-12-22 16:38:16
如果基态是单重态,那么三重态就一定不是基态。因此三重态属于激发态。

这是一个简单的逻辑问题。

谢谢专家的解答!
那么在进行三重态结构优化时,是用开壳层DFT设置自旋多重度3优化,还是要用到TDDFT?
3楼2013-12-22 16:59:42
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lb1586551

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
TheMatrix: 金币+3, ★★★很有帮助 2013-12-22 20:00:44
对于第一激发态,两种方法算出来的结果是一致的,你都可以测试一下。
4楼2013-12-22 19:37:24
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beefly

专家顾问 (职业作家)

地沟油冶炼专家

1,比如用普通的DFT进行几何结构优化,多重度设置为3,开壳层计算得到计算结果;

得到三重激发态

2,另一种方法是TDDFT,闭壳层,多重度设置为3,进行几何优化

如果“多重度设置为3”是指TDDFT的triplets选项,则以闭壳层单重基态作为参考态,优化最低的三重激发态。这个方法和上面的方法通常会得到同一个电子态,但是总能量并不相同,此种方法可以包含一部分多参考,不会破坏简并,并且没有自旋污染。

如果参考态的多重度设置为3(位于分子结构之前),则以开壳层三重激发态为参考态,优化第二低的三重激发态。
beefly《西太平洋大学现代英汉词典》[bi:fli]牛肉一般地
5楼2013-12-22 21:30:44
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TheMatrix

铜虫 (正式写手)

引用回帖:
5楼: Originally posted by beefly at 2013-12-22 21:30:44
1,比如用普通的DFT进行几何结构优化,多重度设置为3,开壳层计算得到计算结果;

得到三重激发态

2,另一种方法是TDDFT,闭壳层,多重度设置为3,进行几何优化

如果“多重度设置为3”是指TDDFT的triplets选 ...

谢谢beefly专家!
还有个问题,就是基态是单重态的某些分子,在高温(某些情况下常温)或与其他气体碰撞后,会发生化学键的均裂形成两个自由基。这一过程中,分子是直接由单重态变成激发三重态,还是基态单重态先变成第一激发单重态,然后再系间穿越到第一激发三重态?
因为我不解这方面知识,看到其他资料说光化学过程中,基态单重态直接到第一激发三重态一般是自旋禁阻的,不发生。
6楼2013-12-22 22:07:05
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beefly

专家顾问 (职业作家)

地沟油冶炼专家

引用回帖:
6楼: Originally posted by TheMatrix at 2013-12-22 22:07:05
谢谢beefly专家!
还有个问题,就是基态是单重态的某些分子,在高温(某些情况下常温)或与其他气体碰撞后,会发生化学键的均裂形成两个自由基。这一过程中,分子是直接由单重态变成激发三重态,还是基态单重态先 ...

从单重态到三重态的跃迁是禁阻的,除非存在重元素才可能会有比较强的跃迁。但是如果单重态与三重态势能面存在交叉,在高温仍然可能分布到三重态并分解
beefly《西太平洋大学现代英汉词典》[bi:fli]牛肉一般地
7楼2013-12-23 01:25:26
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jiangning198511

木虫 (正式写手)

引用回帖:
7楼: Originally posted by beefly at 2013-12-23 01:25:26
从单重态到三重态的跃迁是禁阻的,除非存在重元素才可能会有比较强的跃迁。但是如果单重态与三重态势能面存在交叉,在高温仍然可能分布到三重态并分解...

重元素的跃迁的原因是相对论效应吧
8楼2013-12-26 09:18:23
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TheMatrix

铜虫 (正式写手)

引用回帖:
8楼: Originally posted by jiangning198511 at 2013-12-26 09:18:23
重元素的跃迁的原因是相对论效应吧...

如果只考虑主族元素有机化合物的话,是不是可以不考虑相对论效应
9楼2013-12-26 09:24:45
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jiangning198511

木虫 (正式写手)

引用回帖:
9楼: Originally posted by TheMatrix at 2013-12-26 09:24:45
如果只考虑主族元素有机化合物的话,是不是可以不考虑相对论效应...

如果是比较轻的元素,影响不大
10楼2013-12-26 09:42:25
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