利用密度泛函理论研究α-联噻吩体系H(C4H2S)nH的结构和电子光谱.pdf

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1、第24卷第5期化学研究中国科技核心期刊2013年9月CHEMICALRESEARCHhxyj@henu．edu．cn利用密度泛函理论研究一联噻吩体系H(C4H：S)H的结构和电子光谱宁攀，赵建想(河南大学化学化工学院环境和分析科学研究所，河南开封475004)摘要：应用密度泛函理论，在B3IYP／631G(d)和CAM—B3LYP／6—31G(d)水平上优化了联噻吩体系H(CHzs)H(一2～13)的基态几何构型；与此同时，利用TD-B3LYP方法计算了H(CHs)H的吸收光谱，得到了其垂直激发

2、能和体系大小”的解析表达式；并采用TDCAMB3LYP方法研究了其发射光谱．研究表明，H(H。s)H的基态结构呈现三种构型：螺旋上升型、环型和稍有弯曲的带状结构；其中前两种构型是顺式结构，最后一种构型是反式结构；环型结构具有C。对称性，其他两种结构具有c对称性．此外，其吸收光谱和发射光谱计算值与实验值吻合．关键词：a一联噻吩；结构；电子光谱；密度泛函理论中图分类号：0641．3文献标志码：A文章编号：l008—101l(2013)05—0493—08Densityfunctionaltheory

3、studyofstructureandelectronicspectraof一0lig0thi0phenesH(C4H2S)HNINGPan，ZHAOJian—xiang(InstituteofEnvironmentalandAnalyticalSciences，CollegeofChemistryandChemicalEngineeringHenanUniversity，Kaifeng475004，Henan，China)Abstract：Densityfunctionaltheorywasa

4、doptedtooptimizethegroundstategeometriesofa—oligothiophenesH(C4H2S)H(一2—13)withB3LYPandCAM—B3LYPmethodsof6-31G(d)basisset．Inthemeantime，theabsorptionspectraofH(C4H2S)HwerecalculatedwithTDB3IYPmethod，andtheiranalyticexpressionsofverticaltransitionener

5、giesversussizewerederivedtherewith．Moreover，theemissionspectraofH(C4H2S)HwerecalculatedattheTD—CAM～B3IYPleve1．ResultsindicatethatH(C4H2S)Hhavethreekindsofgroundstategeometries：spiral—risingstructure，circularstructureandslightlycurvulatebandedstructur

6、e．ThefirsttWOstructuresarecisandthe1astoneiStrans：thecircularstructurehasC。symmetry，whiletheothertWOstructureshaveClsymmetries．Besides，thecalculatedabsorptionspectraandemissionspectraofH(C4H2S)Hagreeverywellwithrelevantexperimentalval—Ues．Keywords：G-

7、oligothiophenes；structure；electronicspectrum；densityfunctionaltheory在过去的几十年里，以一位的C—C单键相连接的联噻吩(一联噻吩)(如图1所示)由于其具有平面的或是类似线性的共轭丌体系结构而被广泛研究．它们突出的光学、电学、氧化还原、光致发光和电荷传输等特性让它们在有机场效应晶体管、发光二极管以及光伏打电池。等方面表现出广泛的应用和发展前景．早在1974年，KUHN等人m就报道了a一五联噻吩在Langmuir—Blodgett薄

8、膜中的电流测量值；1999收稿日期：2013～0326．基金项目：河南大学省部共建项目(SBGJ090507)．作者简介：宁攀(1983一)，女，硕士生，主要从事量子化学计算的研究．通讯联系人，E—mail：ningpan1983@126．COITI．494化学研究年，DENISF等研究了a～联噻吩的晶体和薄膜结构“；2011年，SIEGERT等人利用光致光电子能谱法研究了在气相中将自由基阴离子接人中性a一联噻吩的最低电子激发态]．但这些研究的对象都是八个噻吩环以内的a一联噻吩，对于含有八个以上