《表3 第一激发态下二芳基乙稀开环、闭环及过渡态构型的部分键长 (nm)》

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《二芳基乙烯光致变色理论研究》

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二芳基乙烯的实际应用主要依赖于烯桥和芳基单元的设计选择，本文涉及的化合物其烯桥采用了全氟代的环戊烯，相对于较早设计的强吸电子性的二氰基取代乙烯，具有在光照过程中不会发生顺反异构化反应，抗疲劳程度好，增强了光致变色性能。第一激发态势能面上优化的二芳基乙烯闭环及开环构型的部分键参数列于表3，从表3可以看出，不管是开环还是闭环构型，由于激发态吸收了光子而使得分子内电子重新排布并优化重整，与基态构型的电子密度相比存在差异，故对应的化学键也发生了变化，图5是开环构型与闭环构型的基态及激发态的电子密度差值图，当基态分子吸收光子变为激发态时，电子从蓝色区域迁移到紫色区域，其中激发态闭环构型中5C-17C、4C-11C、11C-12C以及16C-17C等化学键上电子密度降低，键长增大，4C-5C、12C-16C等化学键电子密度增加，故键长减小，激发态开环构型中4C-5C、11C-12C、16C-17C等化学键上电子密度降低，比相应的基态键长要大，化学键4C-11C、16C-17C电子密度增加，这些键长比基态要小。另外计算得到的第一激发态能量变化列于图6中，经计算过渡态能量为21.52 kJ/mol，该数据表明在激发态势能面上反应活化能较小，环境提供一定能量即可使该反应进行，同时计算的产物能量为12.23 k J/mol，说明当该反应逆向进行时，只需克服9.29 k J/mol的势垒，故粉红色的闭环构型在可见光照射下即可变为无色的开环构型分子。