硼、氮取代二聚苯中碳原子导致层间相互作用本质变化研究

在MP2/aug-cc-pVTZ水平下优化了二聚苯及其碳被硼、氮原子取代的几何构型;计算了这些二聚体的CCSD(T)/CBS相互作用能;并用SAPT2+/aug-cc-pVDZ分析了相互作用能成分.探索了硼、氮取代二聚苯中碳原子所导致层间相互作用本质变化.结果表明:稳定构型而言,从苯(C6H6)、1-氮-2-硼杂苯(BNC4H6)、1,3-二氮-2,4-二硼杂苯(B2N2C2H6)二聚体的平行移位(PD)构型向无机苯(B3N3H6)二聚体的夹心(S)构型转变,其中C6H6和B3N3H6二聚体稳定构型的堆叠型式分别与之相对应的石墨烯(GE)和六方氮化硼(h-BN)2D层间材料的堆叠型式相一致.硼、氮原子取代二聚苯中的碳原子后使其相互作用能增大,其中BNC4H6和B2N2C2H6二聚体的相互作用能增大较为明显.所研究体系二聚体稳定构型均以色散能为主导、静电能次之、诱导能相对较小.硼、氮取代二聚苯中碳原子后其静电能对总吸引能的贡献明显增大.