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多环芳香化合物(PAH)是一类重要化合物,多见于煤、石油残渣、沥青中, 也是一大类环境污染物,同时被认为也普遍存在于星际媒介。中红外范围内的漫反射星际带和未鉴定的发射带与此有关。某些特殊材料也与多环芳香化合物有关。研究多环芳烃在煤炭转化等方面有重要意义。本论文研究采用Gaussian98、Gaussian03 软件进行量子化学计算,在大量计算的基础上,发现采用密度泛函B3LYP 方法及6-31G 基组与实验数据吻合较好,电子光谱与实验相差一般不超过30nm, 因此基本采用B3LYP 与6-31G 计算,对电子光谱还采用TDDFT(含时密度泛函)计算。分子轨道计算能非常好的解释实验现象和电子光谱方面得出的结论。其它如拉曼光谱与实验符合也较好。研究结果表明:(1)用6-31基组和密度泛函作构型优化和含时密度泛函计算的电子光谱数据与实验值基本符合。(2)当几个PAHs单元通过烷基链和环烷烃相连时,其分子P带电子光谱波长由构成分子的PAHs单元中P带电子光谱波长最长的PAHs单元决定。原因在于:分子中决定电子光谱性质的前线轨道构成基本上是参与共轭的碳原子的2pz和3pz轨道,当多环芳烃连接有烷基支链时,支链上靠近芳环的一、二个碳对前线轨道有一定的贡献,烷基支链上其它碳原子对前线轨道没有贡献。(3)具相同组成苯环数的分子, 其组成苯环沿直线排列,其P带电子光谱波长更长。HOMO-LUMO能级间隔更小。(4)对于聚菲型分子和聚省型分子,苯环排列层数相同的PAHs,聚菲型分子较聚省型分子稳定。不同层数的聚菲型分子,单层比双层更稳定,双层比三层更稳定。对于不同层数聚省型分子,也同样如此。(5)某些类型分子的HOMO、LUMO及二者的能级间隔与分子中的双键数目高度相关,连苯分子的前线轨道电子在各个苯环的桥头碳原子间运动。(6)在菲型分子或菲型边界分子中凹陷进去的键较长,凸起的键则较短。(7)另外对PAHs分子拉曼光谱等进行了研究, 表明B3LYP/6-31G计算的拉曼光谱与实验基本一致。芘类多环芳烃的拉曼光谱活性特别强。。