ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТУ ПЕРЕНОСУ ЗАРЯДУ В ГЕКСАБРОМОТЕЛУРАТІ 3-МЕТИЛТІО-4-ФЕНІЛ-5-ФЕНІЛАМІНО-1,2,4-ТРИАЗОЛ-1-ІЮ

Анотація

Гексабромотелурати деяких гетероциклічних органічних основ проявляють напівпровідникові властивості. Для гексайодотелуратовмісних дефектних перовскітів характерні фотоелектричні властивості. Дослідження гібридних органічно-неорганічних сполук є актуальним завданням сучасної науки, так як такого роду нові функціональні матеріали можуть використовуватися у якості ефективних перетворювачів сонячної енергії. У наших попередніх роботах розроблено методику синтезу гексабромотелурату 3-метилтіо-4-феніл-5-феніламіно-1,2,4-триазол-1-ію A⁺ та теоретично досліджено його основні фотоелектричні властивості. У даній роботі було вирішено продовжити дослідження властивостей цього гексабромотелурату і за допомогою квантово-хімічних методів було теоретично досліджено ефект переносу заряду між аніоном гексабромотелурату та органічним катіоном A⁺.

Оптимізацію геометрії асоціату [A-TeBr₆]^– із зарядом –1 проводили напівемпіричним методом РМ7 у програмі MOPAC2016 та методом DFT PBE/λ1 у програмі PRIRODA 19. Ефект переносу заряду досліджували на електронній густині, згенерованій методом ωB97X-D3/def2-SVP з урахуванням ефекту середовища (газова фаза, хлороформ, тетрагідрофуран, н-октанол, ацетон, ацетонітрил, вода) за допомогою моделі CPCM у програмі ORCA 4.2.1. Програма Multiwfn 3.8 використовувалась для аналізу електронної густини.

За результатами аналізу ізоповерхні електростатичного потенціалу, за допомогою методу «аналізу розкладу заряду», та за аналізом загальних зарядів фрагментів A⁺ та TeBr₆^2–, встановлено, що у асоціаті [A-TeBr₆]^– присутній значний перенос заряду від аніону гексабромотелурату до катіону триазолію. Комплексні орбіталі ВЗМО та ВЗМО–1 у асоціаті [A-TeBr₆]^– відповідають ВЗМО катіону та ВЗМО аніону, відповідно. Отже, ми одразу знаємо, що ці дві орбіталі в основному залишаються не збуреними під час утворення комплексу. Встановлено, що із зростанням діелектричної проникності середовища кількість електронів, переданих від аніону до катіону, помітно зменшується, що узгоджується із законом Кулона. Відмічено, що при такого роду розрахунках варто враховувати діелектричну проникність середовища навіть у випадку малополярних розчинників.