超越色散相互作用的多环芳烃片层间的$\pi$-$\pi$堆积
化学物理
2016-11-15 v1
摘要
我们对一系列准一维并烯的三明治和滑移平行二聚体结构，以及由两层苯环包围的从芘到 coronene 系列的二维片层，进行了从包含显式相关方法的耦合簇方法到使用自旋缩放的标准二阶 M{\o}ller-Plesset 理论 (SOS-MP2) 的高水平从头算计算。我们考虑了三明治（石墨 AA 型）和滑移平行（AB 型）结构，并在给定的对称性限制内进行了完全的几何优化。我们考虑了基组叠加效应。计算得到的几何形状显示，二维片层相对于平面性存在显著的双凹偏离，且片层间中心的 C...C 距离明显小于范德华距离。外推至的每个碳原子的计算片层间结合能为 -74.3 meV (1.713 kcal/mol)/原子，这与石墨中多环芳烃 (PAHs) 的实验剥离能 -52 meV (1.199 kcal/mol)/原子（未修正 H 结合贡献时为 -67 meV (1.545 kcal/mol)/碳原子）相当吻合。我们还对使用经验色散贡献的密度泛函理论 (DFT) 计算进行了有限调查，结果显示 D3 方法存在显著的欠结合特征。对于大多数 investigated 的 DFT 变体，石墨烯片层模型保持了准平面结构，这与上述 SOS-MP2 结果形成鲜明对比。
引用
@article{arxiv.1611.04154,
title = {pi-pi Stacking between Polyaromatic Hydrocarbon Sheets beyond Dispersion Interactions},
author = {Nadeesha J. Silva and Francisco B. C. Machado and Hans Lischka and Adelia J. A. Aquino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.04154},
year = {2016}
}