Through Space/Bond相互作用解析による機能性高分子のメカニズム解析

通过空间/键相互作用分析功能聚合物的机理

基本信息

批准号：
63604574
负责人：
今村詮
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究においては、機能性高分子、特に導電性高分子のエネルギー帯構造が、分子構造をどのように反映しているかを、Through-Space/Bond相互作用解析によって明らかにして、望ましいエネルギー帯構造、すなわち望ましい物性を有する高分子の分子設計をおこなうことをその目的としている。いままで、われわれの研究室では、一連のポリアセチレンおよびその誘導体のエネルギー帯構造を、abinitio法による強い結合の近似で求めた。その結果、エネルギー帯構造には、結晶軌道の有する位相が重要な役割を果たすことが、明らかになった。この結果は、基本的には、有機化学における立体特異性反応の指導原理であるWoodward-Hoffmann則と同じである。しかし、いままでの一連のポリアセチレンとその誘導体に対する計算結果では、エネルギー帯間隔は、パイエルス不安定性による結合交替の出現によって大きくなり、電気伝導度の大きい系をみい出すことは非常に困難であることがわかった。そこで、本年度は、ポリフルオロ-、およびポリヒドロキシン-アセチレンのように孤立電子対を有する側鎖のあるポリアセチレン誘導体を考えて、それを金属原子と相互作用させてエネルギー帯構造を求めた。ドーパントとしての金属原子には、ベリリウムを考えた。このドーパント系に対して、STO3Gの基底関数を用いて計算したところ、ドーパントのないときにはbeV以上だったエネルギー帯間隔は、2B至3eVまで小さくなることがわかった。一般にSTO3Gによる計算は、エネルギー帯間隔を3B至4eVほど、大きすぎる値を与えることが知られているので、上記のドーパントの系ではエネルギー間隔が消失して、金属的な挙動を与える可能性の高いことが明らかになった。この系に対してThrough Space/Bond相互作用解析をした結果、やはり軌道の位相の重要性がわかった。

在本研究中，我们将利用Through-Space/Bond相互作用分析来阐明功能聚合物，特别是导电聚合物的能带结构如何反映分子结构，并确定所需的能带结构。设计具有所需物理性能的聚合物。到目前为止，我们的实验室已经使用abinitio方法利用强键近似确定了一系列聚乙炔及其衍生物的能带结构。结果表明，晶体轨道的相位在能带结构中起着重要作用。这一结果与有机化学中立体定向反应的指导原则伍德沃德-霍夫曼规则基本相同。然而，迄今为止对一系列聚乙炔及其衍生物的计算结果表明，由于佩尔斯不稳定性导致键交替的出现，能带间距增加，因此我认为很难找到具有高电导率的系统。因此，今年，我们考虑了侧链具有孤对电子的聚乙炔衍生物，例如多氟乙炔和多羟基乙炔，并通过与金属原子的相互作用确定了能带结构。铍被认为是作为掺杂剂的金属原子。当使用STO3G基组计算该掺杂剂体系时，发现没有掺杂剂时超过beV的能带间距减小至2B至3eV。一般来说，已知使用 STO3G 的计算给出的能带间距值太大了 3B 至 4eV，因此在上述掺杂剂系统中，能带间距消失，并且有可能表现出金属行为。出来很高。通过对该系统的空间/键相互作用分析揭示了轨道相位的重要性。