线性响应和两种态特定方法模拟AF350电子跃迁的溶剂效应

在极化连续模型框架下比较了线性响应与两种不同态特定方法计算的溶液中Alexa Fluor 350(AF350)分子激发能和光谱移动值的差异.AF350的第一激发态S0→S1电子跃迁属于π→π*跃迁,主要对应于最高占据分子轨道(HOMO)到最低空轨道(LUMO)的跃迁.该分子激发态偶极矩大于基态偶极矩,激发态时溶质溶剂相互作用比基态时更强,随着溶剂极性增大,会发生光谱红移的现象.与实验值相比,线性响应和两种态特定方法均高估了激发能,其中以IBSF(Improta-Barone-Scalmani-Frisch)方法得到的激发能最小,矫正的基态反应场方法(cGSRF)得到的激发能最大.对于光谱移动值,3种方法与实验值相比都偏小,线性响应方法(LR)计算出的误差最大,而IBSF方法得到的结果与实验值最吻合,是预测溶液中AF350分子激发能和光谱移动值最准确的方法.对比了Marcus传统理论和基于约束平衡的非平衡溶剂化理论的结果,发现后者得到的激发能和光谱移动值更接近于实验值.