Введение
Глава 1. Математическое моделирование наноразмерных структур 11
1.1. Квантово-механические методы для многоэлектронных систем 12
1.1.1. Метод самосогласованного поля 15
1.1.2. Представление волновой функции в виде линейной комбинации атомных орбиталей 19
1.2. Сравнительный анализ способов расчета структур методом функционала электронной плотности 21
1.2.1. Представление функционала электронной плотности 25
1.2.2. Гибридные и мета-гибридные методы DFT 27
1.3. Методы учёта влияния континуальной среды на молекулярные комплексы 30
1.3.1. Модель поляризуемого континуума (PCM) 31
1.3.2. Математическая модель образования жидкокристаллической фазы вещества
1.4. Методика вычисления колебательных спектров наноразмерных систем 36
1.5. Программный комплекс Gaussian 09 39
Глава 2. Моделирование равновесной геометрии и свойств молекулярных комплексов в вакууме 44
2.1. Молекула 4-пентил-4 -цианобифенила (CB5). Обзор экспериментальных данных 44
2.2. Структура молекулы CB5. Сравнение с экспериментом 47
2.3. Моделирование процесса димеризации 4-пентил-4 -цианобифенила
2.3.1. Геометрические и электронные характеристики димеров CB5 53
2.3.2. Инфракрасные и электронные спектры поглощения димеров CB5. Отнесение полос 60
2.4. Моделирование процесса ассоциации 4-пентил-4 -цианобифенила 69
2.4.1. Структуры тримеров CB5 69
2.4.2. Вычисление физико-химических характеристик тримеров CB5 72
Глава 3. Результаты моделирования ассоциатов молекул CB5 с учётом влияния среды 76
3.1. Результаты применения модели PCM 77
3.2. Модель образования жидкокристаллической фазы 79
3.3. Сравнительная характеристика способов образования димеров и тримеров различными методами DFT 82
3.4. Сходимость процесса оптимизации геометрии ассоциатов CB5 84
3.5. Спектральные характеристики ассоциатов CB5 89
Заключение 93
Список литературы 96
