水中のベンゾフェノンのUV可視吸収スペクトルに対する溶媒効果：溶質偏光を含むモンテカルロ量子力学の組み合わせ研究

水中のベンゾフェノンの紫外線可視吸収スペクトル全体が研究され、気相の同じスペクトルと比較されます。5つの遷移が考慮され、対応する溶媒染色体シフトが得られ、実験と比較されます。モンテカルロシミュレーションと量子機械的計算の連続的な手順を使用して、液体構成が生成され、溶液の平均スペクトルが計算されました。溶質偏光は、溶質分布の平均として溶質の原子電荷が得られた反復手順によって含まれました。MP26-31 ++ G（D、P）を含む水中のベンゾフェノンの計算された平均双極子モーメントは、3.11のガス相値より88％大きい5.84 +/- 0.05 dの値に収束します。統計的に相関していない構成と溶媒和シェルは、溶媒分布の代わりに、溶媒分布の代わりに溶媒分布の最小距離分布によって選択された235の明示的な水分子を備えた溶媒和シェルを、溶質溶媒全バている電子電子インド/CIS計算から得ました。弱いN-PI（*）遷移のシフトは、2045 +/- 40 cm（-1）、および強力で広いPi-Pi（*）シフトとして-1790 +/- 30 cm（-1）として取得されます。これらの結果は、それぞれ2200および-1600 cm（-1）の実験値とよく一致しています。HF6-31G（D）で溶質の静電モーメントを記述するために原子電荷を生成するために共通力場が使用する標準手順は、3.64 Dの双極子モーメントを与えます。シミュレーションでこれらの標準電荷を使用して、平均シフトは計算されます。1395 +/- 35および-1220 +/- 25 cm（-1）。どちらも、平均収束完全偏光溶質で得られたものよりも大きさが約600 cm（-1）小さい。溶質溶媒相互作用、特に溶質溶媒の水素結合における溶質偏光の影響が分析されます。

The entire ultraviolet-visible absorption spectrum of benzophenone in water is studied and compared with the same spectrum in gas phase. Five transitions are considered, and the corresponding solvatochromic shifts are obtained and compared to experiment. Using a sequential procedure of Monte Carlo simulations and quantum mechanical calculations, liquid configurations were generated and an averaged spectrum of the solution was calculated. The solute polarization was included by an iterative procedure where the atomic charges of the solute were obtained as an average with the solvent distribution. The calculated average dipole moment of benzophenone in water, with MP26-31++G(d,p), converges to the value of 5.84+/-0.05 D, 88% larger than the gas-phase value of 3.11 D. Using 100 statistically uncorrelated configurations and solvation shells with 235 explicit water molecules selected by a minimum-distance distribution of solvent shells, instead of the usual radial distribution, the excitation energies were obtained from solute-solvent all-valence-electron INDO/CIS calculations. The shift of the weak n-pi(*) transition is obtained as 2045+/-40 cm(-1) and the strong and broad pi-pi(*) shift as -1790+/-30 cm(-1). These results are in good agreement with the experimental values of 2200 and -1600 cm(-1), respectively. Standard procedure used by common force fields to generate atomic charges to describe the electrostatic moments of the solute, with HF6-31G(d), gives a dipole moment of 3.64 D. Using these standard charges in the simulation, the average shifts are calculated as 1395+/-35 and -1220+/-25 cm(-1), both about 600 cm(-1) smaller in magnitude than those obtained with the average converged fully polarized solute. The influence of the solute polarization in the solute-solvent interaction and, in particular, in solute-solvent hydrogen bonds is analyzed.