Los hidrocarburos poliaromáticos HAP forman una clase importante de moléculas, que pueden considerarse como pequeñas especies de grafeno y que desempeñan un papel destacado en el desarrollo de la electrónica orgánica. Los científicos de la Universidad de Radboud, la Universidad de Amsterdam y FOM ahora muestran queLas estructuras de borde de estas moléculas aparentemente similares son responsables de diferencias espectaculares en las propiedades de transporte, lo que permite un diseño más inteligente de nuevos materiales. Nature Communications publica los resultados el 31 de agosto.
Los HAP están formados por anillos de carbono hexagonales conectados. Son útiles para producir materiales para nuevos superconductores a escala molecular, pero también son de interés astrofísico ya que se cree que una fracción sustancial del carbono interestelar está encerrado en estosmoléculas estables. Para todas estas aplicaciones, una comprensión fundamental de la distribución de electrones y su relación con las características topológicas de los HAP es importante. La forma exacta en que se unen los anillos de carbono - la topología de la molécula - parece jugar un papel importanteEl papel aquí, pero no estaba claro cómo. Con experimentos espectroscópicos avanzados, el físico Héctor Alvaro Galué junto con el científico de la Universidad Radboud y la Universidad de Amsterdam, ha demostrado que la topología determina cómo la distribución de electrones está vinculada a la dinámica vibratoria del esqueleto de carbono.
Zigag y estructuras de sillón
Con el láser de electrones libres FELIX en la Universidad de Radboud, Álvaro Galué determinó los espectros vibratorios de dos iones de PAH cargados positivamente que consisten en cinco hexágonos conectados. El pentaceno tiene una estructura de borde en zigzag, mientras que la estructura de borde de piceno se conoce comúnmente como sillón.Inesperadamente, una comparación de los espectros IR de los dos iones de HAP reveló grandes diferencias de intensidad para las vibraciones de los dos HAP.
Acoplamiento de movimiento electrónico y nuclear
La aproximación conocida de Born-Oppenheimer entre los físicos moleculares constituye una separación estricta entre el movimiento electrónico y el nuclear. Sin embargo, las diferencias descritas en los espectros vibracionales del pentaceno y el piceno muestran lo contrario. Durante la primera parte de una vibración, unoEl lado de la molécula tiene una densidad de electrones más alta que el otro medio lado. Durante la segunda parte de la vibración, la situación se invierte: la densidad de electrones se desplaza hacia ese lado. La situación es comparable a un recipiente que se inclina periódicamente lleno de agua, causandoel agua salpique de un lado al otro. El "chapoteo" de la densidad de electrones, el flujo de electrones, mejora la absorción de la luz infrarroja a la frecuencia específica de los átomos de carbono que vibran.
flujo de electrones
La publicación actual muestra que aumenta la densidad de electrones en picene, mientras que se cancela en gran medida en pentaceno. Los cálculos sugieren que este no es solo el caso para picene y pentacene, sino que es una propiedad intrínseca de los HAP con zigzag y sillónestructuras de borde. Esto proporciona información valiosa sobre las propiedades electrónicas de estas dos clases de topologías de HAP y grafeno.
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Materiales proporcionado por Universidad de Radboud . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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