داملود پایان نامه ارشد : بررسی اثرات استخلاف آلکیل بر خواص ساختاری و الکترونی پلی¬تیوفن با استفاده از روش¬های آغازین و نظریه تابع چگالی- قسمت 2

ر شدن اکسایشی در تولید پلی­(آلکیل­تیوفن) …………………………………………… 30

(5-1) نمایش و نامگذاری ایزومر­های 3- بوتیل­تیوفن ……………………………………………………………………….54

(5-2) نمایش نامگذاری 3-آلکیل­تیوفن ……………………………………………………………………………………………..56

(5-3) نامگذاری شده هگزا آلکیل­تیوفن ……………………………………………………………………………………………..62

(5-4) نامگذاری پیوند­های تریمر 3-آلکیل­تیوفن………………………………………………………………………………..67

(6-1) نمایش طول پیوند­های استخلاف حلقه (R48) در مونومر­های3- آلکیل­تیوفن در سطحB3LYP/6-31G** ……………………………………………………………………………………………………………………75

(6-2) نمایش تغییرات بار الکتریکی در موقعیت اتم (´α) C3 و اتم (α) C2 رادیکال کاتیون­ مونومر­های 3- آلکیل­تیوفن در سطح B3LYP/6-31G**. ………………………………………………………………………………..77

(6-3) نمایش شکاف نواری مونومر­های 3-آلکیل تیوفن در سطح HF/6-31G**…………………………78

(6-4) نمایش تغییرات پتانسیل یونش مونومر­های 3-آلکیل­تیوفن در سطح B3LYP/6-31G**…79

(6-5) ساختار تریمر 3 – متیل تیوفن (الف) رادیکال کاتیون (ب) الیگومر خنثی……………………………81

(6-6) اندازه طول پیوند­های مزدوج در دیمر­های تیوفن، 3- متیل­تیوفن، 3 – اتیل­تیوفن و 3- پروپیل­تیوفن………………………………………………………………………………………………………………………………………….84

(6-7) اندازه طول پیوند­های مزدوج در تریمر­های تیوفن ، 3- متیل­تیوفن، 3 – اتیل­تیوفن، و 3- پروپیل­تیوفن………………………………………………………………………………………………………………………………………….85

(6-8) اندازه طول پیوند­های مزدوج در تترامر­های تیوفن، 3- متیل­تیوفن،3 – اتیل­تیوفن، و 3- پروپیل­تیوفن………………………………………………………………………………………………………………………………………….86

(6-9) اندازه طول پیوند­های مزدوج در پنتامر­های تیوفن ،3- متیل­تیوفن، 3 – اتیل­تیوفن و 3 – پروپیل­تیوفن………………………………………………………………………………………………………………………………………….87

(6-10 ) اندازه طول پیوند­های مزدوج در هگزامر­های تیوفن ، 3- متیل­تیوفن،3 – اتیل­تیوفن و 3 – پروپیل­تیوفن………………………………………………………………………………………………………………………………………….89

(6- 11) نمایش تغییرات بار الکتریکی اتم C1 بر اساس افزایش طول زنجیر در الیگومر­های3 – آلکیل تیوفن ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………92

(6-12) نمایش تغییرات شکاف نواری الیگومرها برحسب افزایش طول زنجیر الیگومر در سطح B3LYP/6-31G** ……………………………………………………………………………………………………………………………96

(6-13) نمایش تغییرات IP الیگومر­های 3- آلکیل­تیوفن در سطح B3LYP/6-31G** ……………..98

 

فهرست جداول

(4-1) نام، نوع و مخفف تعدادی از روش­های نظریه تابعی چگالی……………………………………………………..45

(5-1) مقایسه خواص ایزومر­های بوتیل­تیوفن……………………………………………………………………………………..55

(5-2) مقایسه خواص ایزومر­های بوتیل­تیوفن …………………………………………………………………………………..55

(5-3) برخی از پارامتر­های ساختاری مونومر­ها در سطحB3LYP/6-31G** ……………………………….. 57

جدول 5-4- بار الکتربکی (چگالی اسپین) 3- آلکیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G**. ……….. 58

(5-5) انرژی­های اوربیتالی و شکاف نواری در سطح B3LYP/6-31G** ……………………………………… 59

(5-6) محاسبه انرژی الکترونی 3- آلکیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** ……………………………..60

(5-7) محاسبه انرژی­های الکترونی سه ساختار متفاوت دیمر­های 3- متیل­تیوفن……………………………61

(5- 8) انرژی­های الکترونی دو ساختار متفاوت تریمر­های- آلکیل­تیوفن……………………………………………61

(5-9) مقادیر طول پیوند­های سیستم مزدوج الیگوتیوفن­ها در سطحB3LYP/6-31G**………………..63

(5-10) مقادیر طول پیوند­های سیستم مزدوج الیگومتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………64

(5-12) مقادیر طول پیوند­های سیستم مزدوج الیگواتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** …..65

(5-13) مقادیر طول پیوند­های سیستم مزدوج الیگوپروپیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** ..66

(5-14) مقادیر زوایای دووجهی در الیگوتیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31** ………………………………….67

(5-15) مقادیر زوایای دووجهی در الیگومتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31**…………………………68

(5-16) مقادیر زوایای دووجهی در الیگواتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31** …………………………..68

(5-16) مقادیر زوایای دووجهی در الیگوپروپیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31** ………………………68

(5-17)مقادیر بار الکتریکی (چگالی اسپین) الیگو تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** ………………69

(5-18) مقادیر بار الکتریکی (چگالی اسپین) الیگو متیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** …….69

(5-19) مقادیر بار الکتریکی (چگالی اسپین) الیگو اتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** ………70

(5-20) مقادیر بار الکتریکی (چگالی اسپین) الیگو پروپیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G**…..70

(5-21) انرژی اوربیتال­های پیشانی الیگو تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** ……………………………71

(5-22) انرژی اوربیتال­های پیشانی الیگو متیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** ……………………71

(5-23) انرژی اوربیتال­های پیشانی الیگو اتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** …………………….71

(5-24) انرژی اوربیتال­های پیشانی الیگو پروپیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G**………………….72

(5-25) انرژی الکترونی الیگوتیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G**…………………………………………………72

(5-26) انرژی الکترونی الیگومتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G**…………………………………………72

(5-27) انرژی الکترونی الیگواتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G** …………………………………………73

(5-28) انرژی الکترونی الیگوپروپیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G**……………………………………….73

(6-1) مقایسه شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای مونومر­های 3- آلکیل­تیوفن در سطح B3LYP/6-31G**……………………………………………………………………………………………………………………………..77

(6-2) شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای الیگوتیوفن­ها در سطحB3LYP/6-31G** ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………94

(6-3) شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای الیگومتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G**………………………………………………………………………………………………………………………………………………….94

(6-4) شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای الیگواتیل­تیوفن­ها در سطح B3LYP/6-31G**………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

فهرست مطالب

فصل اول : مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………. 1

فصل دوم : پلیمرهای رسانا

2-1-تعریف ……………………………………………………………………………………………………………………………………………5

2-2-تاریخچه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 6

2-3-تقویت پلیمرهای رسانا ……………………………………………………………………………………………………………….. 8

2 -3-1- مفهوم تقویت ……………………………………………………………………………………………………………………. 8

2-3-2- ماهیت مواد تقویت کننده …………………………………………………………………………………………………. 9

2-3-3- تقویت شیمیایی ………………………………………………………………………………………………………………… 9

2-3-4- تقویت الکتروشیمیایی ……………………………………………………………………………………………………. 11

2-3-5- برگشت پذیری ………………………………………………………………………………………………………………….11

2-4-روش­های تهیه پلیمر­های رسانا…………………………………………………………………………………………………. 12

2-4-1- پلیمر شدن شیمیایی ……………………………………………………………………………………………………… 12

2-4-2- پلیمر شدن الکتروشیمیایی ………………………………………………………………………………………………13

2-5 رسانایی پلیمر­های رسانا ……………………………………………………………………………………………………………. 14

2-5-1- نظریه نوار ………………………………………………………………………………………………………………………… 16

2-5-2- مکانیزم رسانایی پلیمر­های رسانا ……………………………………………………………………………………. 19

2-6-كاربردها ………………………………………………………………………………………………………………………………………20

2-6-1- باتری­های با قابلیت شارژ مجدد ……………………………………………………………………………………… 21

2-6-2- وسایل الکتروکرومیک …………………………………………………………………………………………………….. 21

2-6-3- کاربرد­های پزشکی ………………………………………………………………………………………………………….. 21

2-6-4-حسگر­ها ……………………………………………………………………………………………………………………………. 21

2-6-5- الکترود­های پلیمری ………………………………………………………………………………………………………… 21

2-6-6- انواع مواد هوشمند ………………………………………………………………………………………………………….. 22

2-7-معایب ومزایا ……………………………………………………………………………………………………………………………….22

فصل سوم : پلی(آلکیل­تیوفن)

3-1-تیوفن ………………………………………………………………………………………………………………………………………….24

3-2-پلی­تیوفن …………………………………………………………………………………………………………………………………….25

3-3- پیکربندی پلی­آلکیل­تیوفن­ها …………………………………………………………………………………………………… 25

3-4-مكانیزم الكتروپلیمر شدن …………………………………………………………………………………………………………..27

3-4-1- روش شیمیایی ………………………………………………………………………………………………………………….27

3-4-1-1- روش مک­کالو………………………………………………………………………………………………………………. 28

3-4-1-2- روش ریک……………………………………………………………………………………………………………………..28

3-4-1-3- روش پلیمر شدن اکسایشی ……………………………………………………………………………………….. 29

3-4-2- روش الکتروشیمیایی ………………………………………………………………………………………………………..30

3-4- 2- 1- مکانیزم الکتروپلیمر شدن …………………………………………………………………………………….. 31

3- 4- 2- 2- اثر عوامل مختلف بر الکتروپلیمرشدن تیوفن ……………………………………………………….33

فصل چهارم: روش­های محاسباتی

4-1 –شیمی محاسباتی ……………………………………………………………………………………………………………………. 36

4-2-روش­های آغازین ………………………………………………………………………………………………………………………. 37

تقریب بورن اوپنهایمر ……………………………………………………………………………………………………………………….. 37

تقریب LCAO …………………………………………………………………………………………………………………………………..38

تقریب هارتری – فاک ……………………………………………………………………………………………………………………….. 38

روش میدان خود سازگار ………………………………………………………………………………………………………………….. 38

برهم­کنش آرایشی ……………………………………………………………………………………………………………………………. 40

افزودن توابع قطبش پذیر ………………………………………………………………………………………………………………….. 49

افزودن توابع پخشی …………………………………………………………………………………………………………………………… 50

4–3 نظریه تابعی چگال