噻吩與小分子間弱相互作用的理論研究

周芳芳，王金樹

（1.承德石油高等專科學校石油工程系，河北承德 067000；2.吉林大學，吉林長春 130012）

具有噻吩結構的小分子具有弱芳香性，是一類非常重要的小分子光電功能材料，當它作為側基連接在高分子給體上時，會影響給體/受體的共混形貌，進而影響電池器件性能[1，2]。近年來，利用噻吩與小分子之間弱相互作用來影響發(fā)光材料性能的實驗研究較多并取得了可喜的成果。然而，對于這類超分子體系的結構特點、穩(wěn)定性的機理性研究相對較少，因此從一定程度上限制了對超分子體系的設計和自組裝過程的指導。本文從分子結構出發(fā)，利用高精度的量子化學手段，從理論上計算得到噻吩與一些小分子形成的超分子穩(wěn)定結構，并對結構特點和穩(wěn)定性進行探討，希望從理論角度揭示噻吩與小分子組成的超分子體系的結構和作用本質(zhì)，進而為此類體系的設計和合成提供一定的指導。

1 計算方法

本文采用高精度量子化學手段，運用流行的密度泛函理論（DFT），在B3LPY[3]/6-311+G**水平下對NH3、H2O、HF 單體和它們與噻吩分子形成的復合物體系下進行優(yōu)化，并在相同水平下對復合物進行頻率計算，得到頻率為正值，證明優(yōu)化得到的體系均為勢能面上的穩(wěn)定點。體系的相互作用能定義為復合物體系優(yōu)化結構的能量減去兩單體優(yōu)化能量。同時采用“分子內(nèi)原子”（AIM）理論[4]對弱相互作用的鍵關鍵點（即（3，-1）關鍵點）進行電荷密度拓撲分析，揭示弱相互作用的本質(zhì)。以上計算通過Gaussian09 程序包完成[5]。……