摘要：對(duì)二甲苯(PX)是化工領(lǐng)域一種非常重要的原料,被廣泛地用于香料、醫(yī)藥、油墨和農(nóng)藥等的生產(chǎn),因此研究PX分子的電子光譜和外場(chǎng)效應(yīng),對(duì)于它的檢測(cè)和降解具有十分重要的意義。為研究外電場(chǎng)作用下, PX分子的紫外-可見(jiàn)(UV-Vis)光譜的變化,采用密度泛函理論(density functional theory, DFT)B3LYP方法在6-311++G(d, p)基組水平上,優(yōu)化了不同外電場(chǎng)(0~0.025 a.u., 0~1.285 6×10 10 V·m^-1)作用下PX分子的基態(tài)幾何構(gòu)型,在此基礎(chǔ)上利用含時(shí)密度泛函理論(TDDFT)計(jì)算了PX分子的UV-Vis吸收光譜,最后對(duì)PX分子紫外吸收峰和摩爾吸收系數(shù)受外電場(chǎng)作用的的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:有波長(zhǎng)為189 nm、摩爾吸收系數(shù)為35 580 L·mol^-1 ·cm^-1 的強(qiáng)吸收峰,處于 E 1帶,它是環(huán)狀共軛的三個(gè)乙烯鍵的苯型體系中的π→π^*電子躍遷產(chǎn)生的;與苯分子相比,吸收峰出現(xiàn)11 nm的紅移:由于兩個(gè)甲基和苯環(huán)形成p-π共軛,苯環(huán)的大π鍵變?nèi)?故PX分子的紫外吸收峰出現(xiàn)紅移;當(dāng)增加了外電場(chǎng)后,最低未占據(jù)軌道(LUMO)向外電場(chǎng)的反方向偏移,導(dǎo)致苯環(huán)上的電子密度減小,大π鍵變?nèi)?π→π^*躍遷需要的能量降低,電子躍遷產(chǎn)生的波長(zhǎng)增大,吸收峰出現(xiàn)顯著紅移,當(dāng)外電場(chǎng)增大到0.020 a.u.時(shí),紅移已經(jīng)非常明顯;外電場(chǎng)的引入,導(dǎo)致苯環(huán)上的電子密度減小,大π鍵變?nèi)?π→π^*躍遷的電子數(shù)減少,摩爾吸收系數(shù)降低,隨著外電場(chǎng)的增強(qiáng),摩爾吸收系數(shù)降低明顯,尤其在外電場(chǎng)增強(qiáng)到0.020a.u.后,摩爾吸收系數(shù)降低非常顯著。這些工作為PX的檢測(cè)和降解方法研究提供了一定的理論依據(jù),也對(duì)其他有機(jī)污染物的檢測(cè)方法和降解機(jī)理的研究有啟示作用。