Condução a uma dimensão

Polímeros Condutores

Física do Estado Sólido

Do engano ao Nobel! 1976
• Laboratório de Hideki Shirakawa, Tóquio

• Tentativa de sintetizar o poliacetileno (pó preto) Mas…
Surge um filme prateado!

Alan J.Heeger

Alan G.MacDiarmid

Hideki Shirakawa

Prémio Nobel da Química 2000

O que é um Polímero?
Composto formado por unidades moleculares com a mesma estrutura química que se repetem

O que é um Polímero Condutor?
Polímero com capacidade de transportar carga eléctrica, de forma que se obtém um material orgânico com propriedades normalmente vistas nos metais

Conjugado porquê?
• Alternância entre as ligações simples e duplas entre os átomos de Carbono adjacentes ao longo da cadeia

Átomo de Carbono
Estado fundamental
1s 2 2 s 2 2 p 2

Estado excitado
Orbitais dos níveis subatómicos s e p misturamse dando origem a orbitais híbridas sp, sp 2 , sp 3

Hibridação

Construtiva: diminuição da energia com a aproximação dos núcleos.; acumulação de densidade electrónica entre os núcleos. Electrão interage muito em ambos os núcleos, fazendo com que a energia da molécula seja mais baixa que dos átomos separados – formação de orbital ligante

Sobreposição de orbitais
Destrutiva:
Aumento da energia. Diminuição da densidade electronica entre os nucleos, contribuindo para uma redução na coesão dos nucleos – formação de orbital molecular antiligante



• Orbital ligante no estado fundamental : dois electrões

• Orbital antiligante: permanece vazio

• Interacção entre orbitais ligantes ocupadas :banda de valência • Interacção entre orbitais antiligantes desocupadas : banda de condução

Efeito do número do aumento de unidades de repetição

Foi previsto para ser metálico mas mostrou ser intrinsecamente semicondutor…



1 N

e n ikan

n

Aplicando a equação de Schrödinger:

E (k )c  2t cos ka   k
E (k )v  2t cos ka   k

• A suposição anterior torna-se incorrecta quando se assume que o PA