Preview

Журнал прикладной спектроскопии

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Расчеты методом теории функционала плотности нижнего возбужденного триплетного состояния ближайших аналогов хлорофилла и бактериохлорофилла

Полный текст:

Аннотация

Для молекул Mg-феофорбида α (MgPhe) (хлорофилла α, лишенного фитольного “хвоста”), Mg-бактериофеофорбида a (MgBPhe), а также Mg-хлорина (MgC) и Mg-бактериохлорина (MgBC) методом теории функционала плотности PBE/TZVP выполнены расчеты геометрического строения в основном синглетном состоянии S0 и первом возбужденном триплетном состоянии T1. Из сравнения длин связей в парах MgC-MgPhe и MgBC-MgBPhe следует, что центральный макроцикл первой пары в большей мере неустойчив к “расщеплениям” эквивалентных длин связей как в результате перехода S0→T1, так и при усложнении структуры молекул (главным образом за счет циклопентанонового кольца V). При этом симметрия MgC в состоянии T1 понижается по сравнению с симметрией C2v в состоянии So, в то время как MgBC имеет симметрию D2h в обоих состояниях. Эти особенности связаны с тем, что центральная π-система пары MgC—MgPhe в целом антиароматическая (содержит 24 электрона, что отвечает правилу Хюккеля 4n), а центральная л-система пары MgBC-MgBPhe ароматическая (состоит из 22 электронов и удовлетворяет правилу Хюккеля 4n+2). Рассчитаны энергии состояния T1 исследуемых молекул. для MgPhe ET1 = 11400, 10850 И 10200 см-1 Для вертикального перехода S0→T1, с учетом оптимизации геометрии состояния T1 и дополнительно с учетом изменения частот нулевых колебаний при переходе S0→T1 соответственно, что находится в очень хорошем согласии с экспериментальным значением 10310 см-1 (для хлорофилла а). Для MgBPhe расчетные значения ET1 = 8350, 8100, 7700 см-1, а экспериментальное 8190 см-1 (для бактериохлорофилла α).

Об авторах

В. А. Кузьмицкий
Университет гражданской защиты МЧС Республики Беларусь
Беларусь

Кузьмицкий Валерий Александрович.

220118, Минск.



Л. Л. Гладков
Белорусская государственная академия связи
Беларусь

Гладков Лев Львович.

Минск.



Д. И. Волкович
Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси
Беларусь

Волкович Дмитрий Игнатович.

Минск.



К. Н. Соловьев
Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси
Беларусь

Соловьев Константин Николаевич.

Минск.



Список литературы

1. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett., 77 (1996) 3865—3868

2. D. N. Laikov. Chem. Phys. Lett., 281 (1997) 151—156

3. В. А. Кузьмицкий, Д. И. Волкович. Журн. прикл. спектр., 75, № 1 (2008) 28—35

4. В. А. Кузьмицкий, Д. И. Волкович, Л. Л. Гладков, К. Н. Соловьев. Журн. прикл. спектр., 85, № 5 (2018) 723—734

5. В. А. Кузьмицкий, В. Н. Кнюкшто, Д. И. Волкович, Л. Л. Гладков, К. Л. Кузьмичёва, П. А. Тараканов, К. Н. Соловьёв, П. А. Стужин. Журн. прикл. спектр., 86, № 5 (2019) 679—690

6. С. С. Дворников, В. Н. Кнюкшто, А. Н. Севченко, К. Н. Соловьев, М. П. Цвирко. Докл. АН СССР, 240, № 6 (1978) 1457—1460

7. С. С. Дворников, В. Н. Кнюкшто, А. Н. Севченко, К. Н. Соловьев, М. П. Цвирко. Докл. АН СССР, 242, № 5 (1978) 1060—1063

8. С. С. Дворников, В. Н. Кнюкшто, К. Н. Соловьев, М. П. Цвирко. Опт. и спектр., 46 (1979) 689—695

9. S. S. Dvornikov, V. N. Knyukshto, K. N. Solovyov, M. P. Tsvirko. J. Lumin., 18-19 (1979) 491—494

10. L. Takiff, S. G. Boxer. J. Am. Chem. Soc., 110 (1988) 4425—4426

11. В. Н. Кнюкшто, Д. И. Волкович, Л. Л. Гладков, В. А. Кузьмицкий, A. Ul-Haque, И. А. Попкова, П. А. Стужин, К. Н. Соловьев. Опт. и спектр., 113 (2012) 501—517

12. M. Higashi, T. Kosugi, S. Hayashi, S. Saito. J. Phys. Chem., 118 (2014) 10906—10918

13. P. Vairaprakash, E. Yang, T. Sahin, M. Taniguchi, M. Krayer, J. R. Diers, A. Wang, D. M. Niedzwiedzki, C. Kirmaier, J. S. Lindsey, D. F. Bocian, D. Holten. J. Phys. Chem. B, 119 (2015) 4382—4395

14. А. Т. Градюшко, К. Н. Соловьев, А. Е. Туркова, М. П. Цвирко. Биофизика, 20 (1975) 602—606

15. В. А. Кузьмицкий. Переходы в нижние синглетные и триплетные состояния молекул порфиринов: подход на основе теории возмущений и орбиталей ССП, препринт № 518 Ин-та физики АН БССР, Минск (1988)


Дополнительные файлы

Для цитирования:


Кузьмицкий В.А., Гладков Л.Л., Волкович Д.И., Соловьев К.Н. Расчеты методом теории функционала плотности нижнего возбужденного триплетного состояния ближайших аналогов хлорофилла и бактериохлорофилла. Журнал прикладной спектроскопии. 2021;88(3):345-350.

For citation:


Kuzmitsky V.A., Gladkov L.L., Volkovich D.I., Solovyov K.N. Density Functional Theory Calculations of the Lowest Excited Triplet State of the Closest Analogues of Chlorophyll and Bacteriochlorophyll. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2021;88(3):345-350. (In Russ.)

Просмотров: 33


ISSN 0514-7506 (Print)