同分子多晶相體系的結構和光物理性質的量子化學研究.pdf

1、王悅課題組設計合成了葸的衍生物(ANP)，該有機發(fā)光分子通過分子間弱相互作用，在不同的晶體生長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)藍光、藍-綠光和綠光(Adv. Mater.2006，18，2369-2372)。
　　 以往通過對有機分子取代基的修飾來調節(jié)光物理性質，其實通過分子間非共價作用調節(jié)分子的堆積結構(即多晶相現(xiàn)象)同樣可以實現(xiàn)上述目標。多晶相現(xiàn)象是晶體學上的常見現(xiàn)象，是指某一分子通過分子間堆積形成兩

2、種或兩種以上晶體的現(xiàn)象。王悅課題組設計合成了蒽的衍生物，該有機發(fā)光分子在不同的晶體生長環(huán)境下分別通過分子間氫鍵和π…π相互作用導致分子聚集狀態(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，是探討結構和性能關系的理想結構模型。
　　 為深入探討單分子和聚集體結構與光物理性質之間的關系，我們借助量子化學方法研究了不同堆積體系的結構、分子間相互作用和光譜性質

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)幾何構型。用含時密度泛函理論(TDDFT)計算分子的吸收和發(fā)射光譜。
　　 研究結果表明，單分子通過弱相互作用形成聚合物，有利于提高分子的穩(wěn)定性。對比三聚物和單分子的能量可知，單分子聚集后能量降低，結構更加穩(wěn)定。
　　 同時對于聚合物體系光譜性質的研究表明，分