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[综合交流] 计算激发态时的轨道能级差和吸收波长不一致的问题?

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本帖最后由 Lipy 于 2023-4-26 17:00 编辑

在计算一个分子的垂直激发能,出现了一个奇怪的现象,计算结果信息如下:Excited state symmetry could not be determined.
Excited State   1:      Singlet-?Sym    2.6795 eV  462.71 nm  f=0.8295  <S**2>=0.000
     182 ->185        -0.22816
     183 ->185         0.63265
     183 ->186         0.16274
This state for optimization and/or second-order correction.
Total Energy, E(TD-HF/TD-DFT) =  -2554.98145700   
Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.

Excited state symmetry could not be determined.
Excited State   2:      Singlet-?Sym    3.3826 eV  366.54 nm  f=0.0000  <S**2>=0.000
     183 ->184         0.70463


183是HOMO,184是LUMO
第一激发态主要是HOMO-LUMO+1跃迁(183-185),吸收波长为462.71nm,2.6795eV
第二激发态主要是HOMO-LUMO跃迁(183-184),吸收波长为366.54nm,3.3826eV,这个激发态是一个振子强度为0的激发态,HOMO和LUMO基本上完全没有重叠
HOMO,LUMO,LUMO+1轨道如下图所示
一般来说,HOMO-LUMO的能隙是最小的,应该对应最低的激发态和最大的吸收波长,然而这个分子的HOMO-LUMO跃迁却对应第二激发态,这是为什么?
另外,分子轨道的能隙和垂直激发能是否不具有对应关系?,例如上面这个例子的第二激发态,HOMO-LUMO的能隙为3.909eV,和3.3826eV的垂直激发能并不一致,而第一激发态的HOMO-LUMO+1跃迁的能量更是远大于2.6795eV。
请问怎么解释这种奇怪的现象?


202304261556211946..png (41 KB, 下载次数 Times of downloads: 8)

电子跃迁信息

电子跃迁信息

D-A-HOMO.jpg (545.94 KB, 下载次数 Times of downloads: 11)

HOMO

HOMO

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LUMO

LUMO

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LUMO+1

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发表于 Post on 2023-4-26 17:07:30 | 只看该作者 Only view this author
十分常见之现象,见《正确地认识分子的能隙(gap)、HOMO和LUMO》http://sobereva.com/543
自动做多参考态计算的程序MOKIT

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-4-26 17:42:25 | 只看该作者 Only view this author
zjxitcc 发表于 2023-4-26 17:07
十分常见之现象,见《正确地认识分子的能隙(gap)、HOMO和LUMO》http://sobereva.com/543

我明白了,非常感谢您,我还有一个问题想请教您,下面是我算的另外一个分子的垂直激发能,这个分子它的第一激发态的振子强度是0,是跃迁禁阻的。对于这个分子来说,它的Optical gap是S0-S2的垂直激发能3.6787 eV吗?

Excited state symmetry could not be determined.
Excited State   1:      Singlet-?Sym    3.0349 eV  408.52 nm  f=0.0000  <S**2>=0.000
     149 ->150         0.70577
This state for optimization and/or second-order correction.
Total Energy, E(TD-HF/TD-DFT) =  -1817.97132222   
Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.

Excited state symmetry could not be determined.
Excited State   2:      Singlet-?Sym    3.6787 eV  337.03 nm  f=1.0353  <S**2>=0.000
     147 ->152        -0.18342
     149 ->152         0.64022
     149 ->159         0.17594

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发表于 Post on 2023-4-27 00:07:57 | 只看该作者 Only view this author
Lipy 发表于 2023-4-26 17:42
我明白了,非常感谢您,我还有一个问题想请教您,下面是我算的另外一个分子的垂直激发能,这个分子它的第 ...

假定振动耦合也不会令S1有明显的吸收,是如此
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