幾種功能有機(jī)分子電學(xué)性能的理論研究.pdf

1、　　在這個工作中,我們利用密度泛函理論,在B3LYP/6-311+G*基組水平上計算分析了幾種可以用作分子導(dǎo)線的有機(jī)分子,對其相應(yīng)電子性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)討論,并對烷烴鏈分子中電荷遷移機(jī)理進(jìn)行了分析。論文分三個章節(jié)討論了不同有機(jī)分子的電子性質(zhì)及其對電荷傳輸行為的影響。
　　第三章通過討論兩類飽和烷烴分子鏈體系：CnH2n+1OH(n=10,12,14,16,18)和C12H25X (X=Cl,OH,NH2),分別用來研究氫飽和烷烴鏈

2、中分子鏈鏈長以及末端官能團(tuán)參數(shù)對分子鏈中電荷遷移的影響。理論計算結(jié)果表明：末端官能團(tuán)對分子電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)(即與分子的導(dǎo)電性密切相關(guān)的HOMO-LUMO前線軌道能隙值)影響比較大,而分子鏈鏈長對分子電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)影響則相對較小,這也與我們之前的實驗結(jié)果是一致的。對飽和烷烴鏈分子的電荷遷移機(jī)理研究中,發(fā)現(xiàn)分子最高占據(jù)軌道與最低空軌道之間的能隙值與分子的電離勢之間存在著很好的線性相關(guān)性。同時,通過對分子的自旋密度分布(即可用來表征空穴分布狀態(tài)的參

3、量)分析可知,如果一維烷烴鏈分子結(jié)構(gòu)中失去一個電子,空穴會分布在分子軌道中用于傳輸電荷的軌道上(即波函數(shù)離域在整個線性結(jié)構(gòu)分子上)。根據(jù)以上結(jié)果,可以預(yù)測發(fā)生在飽和烷烴鏈分子的電荷遷移,其傳輸機(jī)理應(yīng)屬于空穴傳輸,而不是電子傳輸機(jī)理。
　　第四章在十二烷醇分子中引入雙鍵、三鍵,并通過它們位置的改變,分別用以研究不飽和鍵的引入及其位置的變化對能隙、分子前線軌道集居分布以及電子傳輸特性的影響。研究表明,不飽和鍵的引入降低了十二烷醇分

4、子的EHOMO,但由雙鍵結(jié)構(gòu)構(gòu)成的大共軛π體系相對三鍵組成的體系的EHOMO更低,這正好與分子穩(wěn)定性順序相一致；從分子前線軌道集居分布來看,除單烯烴LUMO集居分布受共軛體系限制很小外,其余不飽和分子前線分子軌道均局域于共軛體系,使隧穿效應(yīng)成為局域分子軌道中主要的傳輸機(jī)制；不飽和分子中導(dǎo)電能力的順序為：三烯 > 炔 > 單烯。
　　第五章對兩種不同空間異構(gòu)的二苯基乙烯分子的平衡結(jié)構(gòu)構(gòu)型、相應(yīng)電子結(jié)構(gòu)及其能隙進(jìn)行的研究表明,兩種