"晓松讲堂"高级班1—激发态势能面与光催化化学反应课程在线成功举办

发表时间:2020-08-26 20:37

受新冠疫情影响,"晓松讲堂"暑期专题课程以在线授课的方式进行。

李晓松教授针对激发态势能面与光催化化学反应设计了丰富实验和案例。学员们听完课后,对李晓松教授课程内容评价通过具体案例把以往不懂的知识关联起来了,听完课程后可以对课题研究有更深入的理解,发文章也更有底气了为了能让没能参加课程的学员了解课程内容,我们专门整理了课程纪要,希望对大家有所帮助。


课程亮点

  • 李晓松教授亲自撰写授课讲义和设计上机实例,很多上机实例都是从Nature和Science等杂志上挑选出来的前沿课题。为了方便学员学习,讲义PPT电子档和上机实例全部分享给每位学员

  • 江苏大学李宏平副研究员为每位学员演示Gaussian软件针对不同案例的操作流程。讲课过程中直接在线答疑,确保学员上机操作中有问题及时解决。

  • 李晓松老师为每个上机实验设置课后思考题,开发学员主动思考计算中的科学技术问题,并附有相关回答。方便课后理解。

  • 课后一周专题班答疑,帮助学员再次巩固课程中难点和疑点,同时解答学员科研工作中遇到的问题。确保专题班学员的学习质量。

课程架构




课程纪要

激发态反应

李晓松教授从势能面展开,强调了基态和激发态的区别,他认为激发态上进行的反应比基态具有更大的研究价值。他从光催化反应,太阳能电池,荧光蛋白生物成像等研究领域介绍了分子激发态如何影响反应历程。他指出反应体系从基态激发到激发态后可以通过多种方式(自发辐射,绝热弛豫,受激辐射等)回到基态,这样就可以满足所需分子反应的要求。他还结合瞬态光谱理论讲解瞬态吸收和受激辐射对研究激发态势能面的重要意义。



李晓松教授特别提到激发态的势能面研究完全可以通过Gaussian里的关键词实现。这让很多学员受益匪浅,认识到Gaussian软件的强大功能。



在讲解激发态反应的特点时,他结合前沿课题全面地讲述了激发态上的反应和基态的关系,以及如何利用激发态进行研究。对于激发态计算时可能出现的问题,李晓松教授从最基本的原理角度给予解答,用浅显易懂的语言进行讲述,让不同水平的学员充分理解。

  







上机实验

在两天的专题课程中,李晓松为每位学员安排了实验课,并且由李宏平老师为学员讲解。李宏平老师使用Gaussian软件进行了荧光淬灭机理、金属无机化合物激发态研究、激发态质子转移、pNA中的电子转移反应等实操演练。他还讲解了如何通过势能面扫描查看每一步优化结构的激发能和振子强度。他还指出溶剂化效应在激发态研究中主要起静电场的作用,可能会导致荧光淬灭,因此可以控制荧光蛋白的成像机理。


李宏平老师在讲到己二烯的光环化反应时,他强调了考虑三重态激发态的意义。因为在激发态上的反应时均裂产生了双自由基,因此在计算过渡态的激发态时必须考虑三重态。李宏平老师还讨论了反应激发态和基态势能面在某个反应坐标简并(圆锥交叉点)在实际研究中的作用,他认为激发态反应可以通过圆锥交叉点快速弛豫到基态,激发态能量可以转化为分子内能从而改变反应进行的程度和方向。在其他反应体系的演示和讲解中,他还介绍了如何加入赝氢来研究纳米点的光学性质,如何计算动力学同位素效应以及荧光分子辐射强度如何受结构和外场的影响。



通过李晓松老师设计的实验课和李宏平老师的操作演示,本次专题班让学员们充分理解了激发态势能面的研究对于理解激发态反应的重要意义。以李晓松教授所讲的经典案例为模型,每位学员通过Gaussain软件重现了案例的计算结果,达到了良好的学习效果。





学员评价






学员问题



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