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zzm900910新蟲 (初入文壇)
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[求助]
關(guān)于有機(jī)半導(dǎo)體的HOMO和LUMO
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最近在看黃維的《有機(jī)電子學(xué)》，對(duì)49-51頁有些疑問。 “有機(jī)材料的LUMO能級(jí)上的電子和HOMO能級(jí)上的空穴是定域的。因此電子到LUMO能級(jí)的移入或從HOMO能級(jí)的移出，將形成電子極化子或者空穴極化子，并可導(dǎo)致較大的電子和原子弛豫，顯著地影響材料的電子結(jié)構(gòu)�！� 既然這樣，是否意味著有機(jī)分子得失電子后形成陰陽離子，分子結(jié)構(gòu)中鍵長(zhǎng)和鍵角之類的東西發(fā)生改變？其LUMO和HOMO能級(jí)有所改變？陰陽離子的HOMOLUMO和中性分子的不相等？？？ 通常我們測(cè)量電離能和電子親和能來確定分子的HOMO和LUMO，那么測(cè)量時(shí)涉及得失電子，測(cè)出來的HOMO是有機(jī)陽離子的HOMO而不是中性分子的HOMO？同理測(cè)出來的LUMO是有機(jī)陰離子的LUMO？ |
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2樓2012-09-18 12:18:29
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我同意書里面定義“分子的HOMO為填充軌道中能量最高的能級(jí)，LUMO為空置軌道中能量最低的能級(jí)”，但是不同意“分子的HOMO與實(shí)驗(yàn)值中的電子解離能相等，LUMO與實(shí)驗(yàn)值中的電子親和能相等”。 按理說中性分子得失電子后，能量升高，電子云密度會(huì)調(diào)整，鍵長(zhǎng)鍵角什么的應(yīng)該會(huì)改變，HOMO/LUMO會(huì)改變。比如說苯，得失電子后會(huì)不符合4n+2規(guī)則，應(yīng)該會(huì)變成非平面結(jié)構(gòu)，而且會(huì)喪失芳香性。 通過檢測(cè)得失電子伴隨的能量來確定中性分子的HOMO/LUMO的值，因?yàn)榻K態(tài)不是中性分子了，所以得到的不是中性分子的HOMO和LUMO的值…… 我覺得有機(jī)+1陽離子的電子親和能的值才等于中性分子的HOMO，有機(jī)-1陽離子的電子解離能才等于中性分子的LUMO…… |
3樓2012-09-18 15:26:30
蔣青松
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【答案】應(yīng)助回帖
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極化子 科技名詞定義 中文名稱：極化子 英文名稱：polaron 定義：晶體中一個(gè)緩慢運(yùn)動(dòng)的電子能使附近的點(diǎn)陣極化，電子與周圍的極化場(chǎng)所構(gòu)成的總體。應(yīng)用學(xué)科：材料科學(xué)技術(shù)（一級(jí)學(xué)科）；材料科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)（二級(jí)學(xué)科）；材料科學(xué)基礎(chǔ)（三級(jí)學(xué)科）；材料性能（四級(jí)學(xué)科） 以上內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布 polaron 帶電粒子在極性介質(zhì)中受到屏蔽，在帶電粒子周圍有感應(yīng)產(chǎn)生的極化云占據(jù)，這種感應(yīng)的極化云將隨帶電粒子一起運(yùn)動(dòng)。朗道將這種帶電粒子及其感應(yīng)的極化云作為整體稱為極化子[1]。在離子晶體或極性半導(dǎo)體中的傳導(dǎo)電子是典型的極化子，是導(dǎo)電聚合物中的一種重要的電荷載流子。 �。ㄎ锢韺W(xué)）電子與“畸變”一起運(yùn)動(dòng),可以構(gòu)成復(fù)合粒子,稱為極化子。 固體中的載流子產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)而使周圍的媒質(zhì)極化,這種感應(yīng)極化伴隨著載流子運(yùn)動(dòng),載流子加上固體中感應(yīng)極化的復(fù)合體被稱為極化子. 以上來自百度。 簡(jiǎn)單看看，我個(gè)人認(rèn)為關(guān)于樓主的問題可以換一個(gè)角度來看：這種極化子是一種復(fù)合體系，不能用簡(jiǎn)單的陰陽離子的概念來解釋。 |
9樓2012-09-20 11:57:22
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呃……我想到一種可能。 電子得失的過程比較快，HOMO和LUMO在得失電子的瞬間是幾乎不變的，于是得失電子的能量（電離能，親和能）可以反映中性分子的HOMO和LUMO。 由于能量變化，分子的結(jié)構(gòu)需要變形達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài)（之前提到的苯得失電子分子變形），但是核的質(zhì)量較大，移動(dòng)較慢，分子骨架變形伴隨著弛豫能。 儀器測(cè)得的是電離能和親和能，弛豫能可能轉(zhuǎn)變成熱量什么的跑掉了（話說電離能和親和能是用什么方法測(cè)出來的？電學(xué)還是光學(xué)？） 這個(gè)解釋跟書本沖突的地方是： 他的意思貌似是，電離能/親和能包含了那個(gè)弛豫能…… 2012-09-21 21.24.22.jpg |
10樓2012-09-21 21:33:45
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