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zzm900910

新虫 (初入文坛)

[求助] 关于有机半导体的HOMO和LUMO

最近在看黄维的《有机电子学》,对49-51页有些疑问。
“有机材料的LUMO能级上的电子和HOMO能级上的空穴是定域的。因此电子到LUMO能级的移入或从HOMO能级的移出,将形成电子极化子或者空穴极化子,并可导致较大的电子和原子弛豫,显著地影响材料的电子结构。”
既然这样,是否意味着有机分子得失电子后形成阴阳离子,分子结构中键长和键角之类的东西发生改变?其LUMO和HOMO能级有所改变?阴阳离子的HOMOLUMO和中性分子的不相等???
通常我们测量电离能和电子亲和能来确定分子的HOMO和LUMO,那么测量时涉及得失电子,测出来的HOMO是有机阳离子的HOMO而不是中性分子的HOMO?同理测出来的LUMO是有机阴离子的LUMO?
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zzm900910

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by huangda at 2012-09-18 12:18:29
因为我们只关心中性分子的性能,所以一般来说,测量的能级都是针对中性分子而言。阴阳离子的能级是不是会变化,前提是你怎么定义这些阴阳离子的HOMO/LUMO能级。

我同意书里面定义“分子的HOMO为填充轨道中能量最高的能级,LUMO为空置轨道中能量最低的能级”,但是不同意“分子的HOMO与实验值中的电子解离能相等,LUMO与实验值中的电子亲和能相等”。
按理说中性分子得失电子后,能量升高,电子云密度会调整,键长键角什么的应该会改变,HOMO/LUMO会改变。比如说苯,得失电子后会不符合4n+2规则,应该会变成非平面结构,而且会丧失芳香性。
通过检测得失电子伴随的能量来确定中性分子的HOMO/LUMO的值,因为终态不是中性分子了,所以得到的不是中性分子的HOMO和LUMO的值……
我觉得有机+1阳离子的电子亲和能的值才等于中性分子的HOMO,有机-1阳离子的电子解离能才等于中性分子的LUMO……
3楼2012-09-18 15:26:30
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zzm900910

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
4楼: Originally posted by 蒋青松 at 2012-09-19 07:59:26
楼主威武,学习了。...

别这样啊……我是在问你们啊……
5楼2012-09-19 09:17:25
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zzm900910

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
6楼: Originally posted by huangda at 2012-09-19 12:25:47
如果你是对的,那么,如何测量得到分子的HOMO/LUMO值呢?换句话说,你怎么得到所谓的“有机+1阳离子的电子亲和能”?...

我也不知道啊所以才发帖问啊……
7楼2012-09-19 13:10:02
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zzm900910

新虫 (初入文坛)


chemlh: 金币+1, 欢迎积极交流 2012-09-22 07:51:17
引用回帖:
8楼: Originally posted by huangda at 2012-09-19 20:58:46
所以,我觉得书上说的没错,你可以再仔细看一下定义。

只是能量上与电离能相一致,而非定义上就是电离能。...

呃……我想到一种可能。
电子得失的过程比较快,HOMO和LUMO在得失电子的瞬间是几乎不变的,于是得失电子的能量(电离能,亲和能)可以反映中性分子的HOMO和LUMO。
由于能量变化,分子的结构需要变形达到最稳定状态(之前提到的苯得失电子分子变形),但是核的质量较大,移动较慢,分子骨架变形伴随着弛豫能。
仪器测得的是电离能和亲和能,弛豫能可能转变成热量什么的跑掉了(话说电离能和亲和能是用什么方法测出来的?电学还是光学?)

这个解释跟书本冲突的地方是:

他的意思貌似是,电离能/亲和能包含了那个弛豫能……

2012-09-21 21.24.22.jpg

10楼2012-09-21 21:33:45
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