综合化学实验:有机共轭分子的合成及紫外光谱法测量聚集体基本热力学参数<sup>*</sup>

doi:10.13884/j.1003-3807hxjy.2025100199

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综合化学实验:有机共轭分子的合成及紫外光谱法测量聚集体基本热力学参数<sup>*</sup>

摘要：有机共轭分子的光电性能不仅取决于主链结构,更受热力学驱动的π-π堆积聚集态控制。化学平衡常数K及相关热力学参数决定了聚集体形貌与载流子迁移率,是分子设计-凝聚态性能定量关系的关键。紫外-可见分光光度法(UV/Vis)具有非破坏、微量、实时等优势,通过变温/浓度滴定即可得到K值与热力学参数。因此,将“有机共轭分子合成-纯化-结构表征-UV/Vis变温聚集实验-平衡常数及热力学参数计算”完整的科研流程引入本科物化实验,设计48学时的综合化学实验:学生自主合成苝酰亚胺(PBI)衍生物,然后将其配制成不同类别的溶液,利用温控UV/Vis测试溶液在303～328 K范围内聚集-解聚平衡曲线,完成光谱分析,计算聚集反应的平衡常数和热力学基本参数。该实验将平衡常数这一经典概念与功能材料性能直接挂钩,实现了基础理论-前沿研究-实际应用相贯通,可激发学生对前沿科学研究的兴趣,拓宽他们的科学研究视野,培养其科研探究能力,从而有效提升学生的科研思维与数据驱动创新能力。

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关键词： 有机共轭分子, 紫外光谱法, 聚集体, 热力学参数

收稿日期: 2025-10-22

基金资助:*华南理工大学探索性实验项目:有机光电材料前沿物理化学实验(C9252510);广东省高等教育教学研究和改革项目(C9253650);广东省学位与研究生教育改革研究项目(C9249720)

通讯作者: **E-mail:mstguo@scut.edu.cn

引用本文:

郭婷, 梁立, 刘琳琳, 解增旗, 姚日晖, 苏仕健. 综合化学实验:有机共轭分子的合成及紫外光谱法测量聚集体基本热力学参数^*[J]. 化学教育（中英文）, 2026, 47(20): 23-33

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