6533b7d9fe1ef96bd126c51a

RESEARCH PRODUCT

Wpływ podstawienia karbazolu pierścieniem fulwenowym na ich strukturę elektronową

subject

description

Na właściwości optoelektroniczne układów organicznych, w znacznym stopniu ma wpływ ich struktura elektronowa. Poznanie zatem czynników determinujących ich strukturę elektronową stanowi istotny punkt wyjścia w badaniach nad możliwościami potencjalnego ich zastosowania. Wśród wielu narzędzi, którymi można modyfikować π-elektronową delokalizację w układach aromatycznych jest efekt podstawnikowy. Rolę podstawników mogą również pełnić układy cykliczne a w szczególności te, które nie spełniają reguły Hückla, gdyż ich dążność do stanu aromatycznego, jest czynnikiem generującym ruch elektronów π w strukturach. Przykładem takiego pierścienia może być fulwen, który posiada 5 elektronów π i w miarę możliwości dąży do uzyskania sekstetu elektronów π kosztem połączonych z nim innych pierścieni lub podstawników. Celem prezentowanego projektu jest sprawdzenie jak miejsce podstawienia przez pierścień fulwenowy oraz orientacja jego względem pierścienia karbazolowego wpływa na aromatyczność wszystkich pierścieni wchodzących w skład analizowanego układu oraz na przerwę energetyczną pomiędzy orbitalami molekularnymi HOMO-LUMO. Zmiany struktury π-elektronowej pierścieni tworzących analizowane układy badano przy użyciu ilościowych indeksów aromatyczności opartych o różne kryteria. Uzyskane wyniki pokazały, iż struktury w których pierścień fulwenowy pozostawał skręcony względem płaszczyzny karbazolu, posiadały niższą energię niż struktury płaskie. Największe zmiany w strukturze elektronowej odnotowano dla pierścienia pirolowego i benzenowego, do którego przyłączono pierścień fulwenowy. Na podstawie wartości ilościowych indeksów aromatyczności, stwierdzono, iż pierścień fulwenowy w tych układach wykazywał charakter elektrono-akceptorowy obniżając poziom aromatyczności sąsiadujących z nim pierścienia a tym samym pomniejszając swoją antyaromatyczność. Wartość przerwy energetycznej pomiędzy orbitalami molekularnymi HOMO i LUMO uległa zmniejszeniu w tych układach o około 1,2 eV w stosunku do niepodstawionego karbazolu. Pozwala to mieć nadzieję, iż układy te mogą być lepszymi półprzewodnikami niż karbazol.