تبلور جزيئي ثنائي الأبعاد محبط

إضافة مجموعات حمض الإيزوفثاليك إلى الموصلات الخطية ينتج عنها أحماض رباعية الكربوكسيل 2−4، والتي هي نظائر موسعة لحمض الترايميسيك (1). الاقتران الثنائي الطبيعي لمجموعات -COOH يؤدي إلى تشكيل حمض الترايميسيك لشبكة سداسية مرتبطة معاً من خلال ست روابط هيدروجينية لكل جزيء. في المقابل، تم تصميم النظائر 2−4 لتشكيل شكلين متعددي الأشكال، الشبكة المتوازية II وشبكة كاغومي III، التي ترتبط بواسطة ثماني روابط هيدروجينية لكل جزيء. تسمح الخصائص الخاصة للترابط في هذه الشبكات بانتقال سلس من واحدة إلى الأخرى دون إدخال انقطاعات في الروابط الهيدروجينية. تقترح حسابات DFT أن الاختلافات الدقيقة في الروابط الهيدروجينية تفضل الشكل المتوازي II لرباعية الحمض القصيرة 2 وشكل كاغومي III لرباعية الحمض الطويلة 4، بينما تكون الأشكال المتشابهة في الطاقة للنصف الكربوني 3. تم تأكيد هذه التفضيلات باستخدام STM لتصوير امتصاص المركبات 2−4 على الجرافيت. التبلور ثنائي الأبعاد لرباعية الحمض 3 محبط، على الأرجح لأن الأشكال المتشابهة تتطابق في الطاقة ويمكن أن تندمج بسلاسة. ومع ذلك، يظهر امتصاص المركب 3 درجة عالية من النظام، حيث أن معظم الجزيئات لها اتجاهات محددة بالنسبة لجيرانها، كما تحددها الأشكال II و III. تكشف مثل هذه التجمعات عن هيكل زجاج جزيئي ثنائي الأبعاد محلي الترتيب، وتقدم إرشادات لتصميم مواد جزيئية غير دورية جديدة.