Электронное строение и спектры поглощения карбо- и дикарботиацианинов с полностью фторированной полиметиновой цепью

Abstract

Проведено комплексное — спектральное и квантово-химическое — исследование влияния атомов фтора в полиметиновой цепи на электронное строение и спектральные свойства карбо- и дикарботиацианинов. Установлено, что фторирование хромофора практически не влияет на длины С–С-связей, однако значительно уменьшает электронную плотность на углеродных атомах основного хромофора вследствие сильной поляризации связей C–F, а также приводит к смещению вниз энергетической щели. Анализ спектров поглощения и данных расчетов молекул красителей с полностью фторированной полиметиновой цепью показал, что длинноволновая полоса, отвечающая первому электронному переходу, и полоса анизотропии, соответствующая второму переходу, претерпевают батохромный сдвиг. Спектральный эффект увеличивается при удлинении хромофора – при переходе от карбоцианинов к дикарбоцианинам.

Проведено комплексні — спектральні та квантово-хімічні — дослідження впливу атомів фтору в поліметиновому ланцюзі на електронну будову та спектральні властивості карбо- і дикарботіаціанінів. Встановлено, що фторування хромофору практично не впливає на довжини С–С-зв’язків, однак сильно зменшує електронну густину на атомах основного хромофору внаслідок сильної поляризації зв’язків C–F, а також приводить до зміщення вниз енергетичної щілини. Аналіз спектрів поглинання і даних розрахунків молекул барвників з повністю фторованим поліметиновим ланцюгом показав, що для довгохвильового максимуму поглинання, який відповідає першому електронному переходу, та смуги анізотропії, що відповідає другому переходу, спостерігається батохромний зсув. Спектральний ефект збільшується при подовженні хромофору — при переході від карбоціанінів до дикарбоціанінів.

An integrated spectral and quantumchemical study of the influence of fluorine atoms in polymethine chain on the electronic structure and spectral properties of carbo- and dicarbothiacyanine has been carried out. It has been found that fluorination of chromophore does not affect to the length of C–C bonds virtually, however it greatly decreases the electronic density on the atoms of the main chromophore owing to the strong polarization of C–F bonds and also leads to the downward bias of the energy gap. Analysis of absorption spectra and calculation data for dyes molecules with completely fluorinated polymethine chain have shown that long-wave band of the first electron transition and anisotropy band of the second transition undergo a bathochrome shift. It has been found that spectral effect increases upon transition from the carbothiacyanine to dicarbothiacyanine.