Investigation of the Spectra of Electronic Transitions in Small Clusters of the Pigment Yellow 3

A. A. Degtyarev; Дегтярев А. А.; D. P. Rostova; Ростова Д. П.; T. P. D’yachkova; Дьячкова Т. П.; A. V. Trishina; Тришина А. В.

doi:10.31857/S0044453723100059

Исследование спектров электронных переходов в малых кластерах пигмента желтого светопрочного 2 “З”

Авторы: Дегтярев А.А.¹, Ростова Д.П.¹, Дьячкова Т.П.¹, Тришина А.В.¹
Учреждения:
1. Тамбовский государственный технический университет
Выпуск: Том 97, № 10 (2023)
Страницы: 1447-1456
Раздел: СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И КВАНТОВАЯ ХИМИЯ
Статья получена: 18.10.2023
Статья опубликована: 01.10.2023
URL: https://ogarev-online.ru/0044-4537/article/view/140328
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044453723100059
EDN: https://elibrary.ru/IHRLJV
ID: 140328

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведены расчеты электронных спектров поглощения в видимой области кластеров пигмента желтого светопрочного 2 “З”, содержащих 1, 2 и 4 молекулы. Для оптимизации геометрии использованы методы PBEh-3c и B3LYP-D4/def2-SVPD. Результаты, полученные методом B3LYP-D4/def2-SVPD, лучшим образом коррелируют с экспериментальными данными. Расчеты спектральных характеристик осуществлялись методами TD-DFT и sTD-DFT с функционалом PBE0 и базисным набором def2-SVPD. Посредством анализа естественных переходных орбиталей (NTO) и изменения электронной плотности при образовании возбужденных состояний исследуемых кластеров показано, что основной вклад в спектральные линии видимого диапазона дает перенос плотности с ароматических колец на нитрогруппу и сопряженную систему связей в центре молекулы. При этом для кристаллического состояния вещества все возбужденные состояния являются делокализованными и основной вклад в межмолекулярный перенос электронной плотности вносит образование экситонов.

Ключевые слова

пигмент желтый светопрочный 2 “З”, спектр в видимой области, TD-DFT, sTD-DFT, молекулярный кластер

Список литературы

Лаптев Н.Г., Богословский А.М. Химия красителей. М.: Химия, 1970. 424 с.
Whitaker A. // Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials. 1983. V. 163. P. 19. https://doi.org/10.1524/zkri.1983.163.14.19
Венкатараман К. Химия синтетических красителей. Т. 3. Л.: Химия, 1974. 464 с.
Венкатараман К. Химия синтетических красителей. Т. 4. Л.: Химия, 1975. 488 с.
Ибраев Н.Х., Селиверстова Е.В., Артюхов В.Я. // Изв. вузов. Физика. 2014. Т. 57. № 9. С. 9.
Whitaker A. // J. of the Society of Dyers and Colourists. 1983. V. 99. P. 121.
Grimme S., Brandenburg J.G., Bannwarth C., Hansen A. // J. of Chemical Physics. 2015. V. 143. № 5. P. 054107. https://doi.org/10.1063/1.4927476
Lee C., Yang W., Parr R.G. // Phys. Rev B. 1988. V. 37. P. 785. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.37.785
Caldeweyher E., Ehlert S., Hansen A. // J. of Chemical Physics. 2019. V. 150. № 15. P. 154122. https://doi.org/10.1063/1.5090222
Rappoport D., Furche F. // Ibid. 2010. V. 133. № 13. P. 134105-11. https://doi.org/10.1063/1.3484283
Runge E., Gross E.K.U. // Physical Review Letters. 1984. V. 52. № 12. P. 997. https://doi.org/10.1103/physrevlett.52.997
Bannwarth C., Grimme S. // Computational and Theoretical Chemistry. 2014. V. 1040–1041. P. 45. https://doi.org/10.1016/j.comptc.2014.02.023
De Wergifosse M., Seibert J., Grimme S. // The J. of Chemical Physics. 2020. V. 153. № 8. P. 084116. https://doi.org/10.1063/5.0020543
Perdew J.B., Ernzerhof M., Burke K. // J. Chem. Phys. 1996. V. 105. № 22. P. 9982. https://doi.org/10.1063/1.472933
Jacquemin D., Perpète E.A., Scuseria G.E. et al. // J. of Chemical Theory and Computation. 2008. V. 4. № 1. P. 123. https://doi.org/10.1021/ct700187z
Jacquemin D., Planchat A., Adamo C., Mennucci B. // J.of Chemical Theory and Computation. 2012. V. 8. № 7. P. 2359. https://doi.org/10.1021/ct300326f
Jacquemin D., Perpète E.A., Ciofini I., Adamo C. // Theoretical Chemistry Accounts. 2008. V. 120. № 4–6. P. 405. https://doi.org/10.1007/s00214-008-0424-9
Han J., Liu X., Sun C. et al. // RSC Advances. 2018. V. 8. № 52. P. 29589. https://doi.org/10.1039/c8ra05812a
Tsai H.-H.G., Sun H.-L.S., Tan C.-J. // The J. of Physical Chemistry A. 2010. V. 114. № 12. P. 4065. https://doi.org/10.1021/jp100022y
Mahamiya V., Bhattacharyya P., Shukla A. // ACS Omega. 2022. V. 7. P. 48261. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c06373
Rappoport D., Furche F. // The Journal of Chemical Physics. 2010. V. 133. № 13. P. 134105. 10.1063/1.3484283' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1063/1.3484283.
Mera-Adasme R., Xu W.-H., Sundholm D., Mendizabal F. // Physical Chemistry Chemical Physics. 2016. V. 18. № 40. P. 27877. 10.1039/c6cp04627d' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1039/c6cp04627d.
Neese F. // WIREs Comput Mol Sci. 2017. V. 8. № 1. P. e1327. https://doi.org/10.1002/wcms.1327
Allouche A.R. // J. of Computational Chemistry. 2011. V. 32. P. 174. https://doi.org/10.1002/jcc.21600
Berraud-Pache R., Neese F., Bistoni G., Izsák R. // J. Chem. Theory Comput. 2020. V. 16. № 1. P. 564. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.9b00559
Martin R.L. // The J. of Chemical Physics. 2003. V. 118. № 11. P. 4775. https://doi.org/10.1063/1.1558471