同分子多晶相體系的結(jié)構(gòu)和光物理性質(zhì)的量子化學(xué)研究.pdf

1、王悅課題組設(shè)計(jì)合成了葸的衍生物(ANP)，該有機(jī)發(fā)光分子通過(guò)分子間弱相互作用，在不同的晶體生長(zhǎng)條件下形成五種超分子單晶，這五種晶體發(fā)光顏色不同，分別發(fā)藍(lán)光、藍(lán)-綠光和綠光(Adv. Mater.2006，18，2369-2372)。
　　 以往通過(guò)對(duì)有機(jī)分子取代基的修飾來(lái)調(diào)節(jié)光物理性質(zhì)，其實(shí)通過(guò)分子間非共價(jià)作用調(diào)節(jié)分子的堆積結(jié)構(gòu)(即多晶相現(xiàn)象)同樣可以實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。多晶相現(xiàn)象是晶體學(xué)上的常見(jiàn)現(xiàn)象，是指某一分子通過(guò)分子間堆積形成兩

2、種或兩種以上晶體的現(xiàn)象。王悅課題組設(shè)計(jì)合成了蒽的衍生物，該有機(jī)發(fā)光分子在不同的晶體生長(zhǎng)環(huán)境下分別通過(guò)分子間氫鍵和π…π相互作用導(dǎo)致分子聚集狀態(tài)的差異，使發(fā)光顏色有所改變。從而形成五種超分子單晶。這種基于同一分子的不同堆積帶來(lái)不同晶體發(fā)光顏色的改變的同分子多晶相體系，是探討結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的理想結(jié)構(gòu)模型。
　　 為深入探討單分子和聚集體結(jié)構(gòu)與光物理性質(zhì)之間的關(guān)系，我們借助量子化學(xué)方法研究了不同堆積體系的結(jié)構(gòu)、分子間相互作用和光譜性質(zhì)

3、。采用密度泛函理論(DFT)B3LYP/6-31G*方法，優(yōu)化了單分子和三聚體的基態(tài)幾何構(gòu)型，采用單組態(tài)相互作用(CIS/6-31G*)方法優(yōu)化分子的最低激發(fā)單重態(tài)幾何構(gòu)型。用含時(shí)密度泛函理論(TDDFT)計(jì)算分子的吸收和發(fā)射光譜。
　　 研究結(jié)果表明，單分子通過(guò)弱相互作用形成聚合物，有利于提高分子的穩(wěn)定性。對(duì)比三聚物和單分子的能量可知，單分子聚集后能量降低，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
　　 同時(shí)對(duì)于聚合物體系光譜性質(zhì)的研究表明，分