C30卡宾三叶结分子结构与稳定性的理论研究

三叶结分子是最简单的非平凡纽结分子,C30卡宾三叶结分子是由一条闭合的(C≡C—)15sp杂化碳链组成的,是具有D3对称性的拓扑手性分子.本文用密度泛函方法[DFT/RB3LYP/6-31G(D)]对分子结构和光谱性质进行了研究,在优化构型的基础上通过自然键轨道(NBO)方法和轨道能级研究了它的共轭性、成键情况和稳定性,并与平面型C30卡宾环分子进行了比较.计算结果表明三叶结分子的三叶弧上形成了非平面的C≡C共轭和扭曲的内螺旋结构,交叉处具有弱成键作用,且分子轨道也发生了扭曲;三叶结分子比卡宾环的共轭性和赝Jahn-Teller效应都明显小,而总能量高.因此,分子打结是一个能量升高的过程.