Πολωσιμότητες και υπερπολωσιμότητες μοριακών συστημάτων

Abstract

The present thesis involves a series of calculations, which have been performed by using some of the most advanced methods of quantum chemistry, in order to study a number of topics concerning the polarizability, first and second hyperpolarizability of some carefully selected molecular systems. These properties are of major importance to the design of non-linear optical materials, which have many applications. An extensive study of the electronic contribution has been performed by using state-of-the-art methods such as CCSD(T), CASSCF, CASPT2, and the Douglas-Kroll (DK) approximation, while the vibrational properties have been calculated by employing the Bishop - Kirtmann perturbation theory technique and the Numerov - Cooley approach. The following subjects have been studied : 1. The effect of the electron correlation on the electronic and vibrational contributions, to the dipole moments, polarizabilites and hyperpolarizabilites (first and second), using the hydrides of LiH, NaH and KH. The MP2 and CCSD(T) techniques have been employed. 2. Static and dynamic electronic and vibrational properties of the CH3CN, have been employed in order to examine the effect of the basis set and the electron correlation on the above properties. 3. The dimmer HF ···AuH was selected to study the induced dipole moment and polarizability, by using relativistic and non-relativistic techniques. The basis set superposition error has been taken into account. 4. The structure - polarization relationship was studied by employing a series of azoles and some isomers of OHC-CH=CH-NH2.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάζονται με τη βοήθεια μεθόδων της κβαντικής χημείας ορισμένα ζητήματα που αφορούν την πολωσιμότητα και τις υπερπολωσιμότητες - πρώτη και δεύτερη - επιλεγμένων μοριακών συστημάτων. Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν η κατανόηση αυτών των μοριακών ιδιοτήτων, οι οποίες είναι ιδιαίτερα σημαντικές για τη δημιουργία μη γραμμικών οπτικών υλικών, τα οποία έχουν πολλές τεχνολογικές εφαρμογές. Χρησιμοποιώντας μερικές απο τις πιο ακριβείς μεθόδους, όπως είναι οι CCSD(T), CASSCF, CASPT2 και η Douglas - Kroll προσέγγιση, μελετήθηκαν οι ηλεκτρονιακές συμβολές στην πολωσιμότητα και τις υπερπολωσιμότητες, ενώ οι δονητικές τους ιδιότητες εξετάστηκαν χρησιμοποιώντας τις μεθόδους των Bishop - Kirtmann και Numerov - Cooley. Συγκεκριμένα διερευνήθηκαν τα εξής θέματα : 1. Η επίδραση της ηλεκτρονιακής συσχέτισης στις ηλεκτρονιακές και στις δονητικές ιδιότητες των υδριδίων του λιθίου, νατρίου και καλίου σ’ επίπεδο MP2 και CCSD(T). 2. Η επίδραση του βασικού συνόλου και της ηλεκτρονιακής συσχέτισης στις ηλεκτρονιακές και δονητικές συμβολές στην πολωσιμότητα και στις υπερπολωσιμότητες του ακετονιτριλίου. 3. Η επαγόμενη απο αλληλεπίδραση διπολική ροπή και πολωσιμότητα στο διμερές HFIIIAuH. Επίσης διερευνήθηκε η σχετικιστική διόρθωση στις προαναφερθείσες ιδιότητες. 4. Η επίδραση της δομής στις ηλεκτρονιακές και δονητικές συμβολές στην πολωσιμότητα και στις υπερπολωσιμότητες. Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν οι αζόλες και τα ισομερή του OHC-CH=CH-NH2.