離子液體陰離子與溶劑分子相互作用的理論研究.pdf

1、離子液體作為一種新型綠色溶劑在化學(xué)反應(yīng)和分離中受到高度重視，近幾年得到了廣泛研究。但是對(duì)離子液體陰離子與溶劑分子間相互作用的理論研究較少，至今還沒(méi)有人作系統(tǒng)的研究。本文用密度泛函理論方法詳細(xì)研究了這種相互作用，從而為設(shè)計(jì)、合成具有特定功能的離子液體提供了理論依據(jù)，有助于對(duì)離子液體在某些方面表現(xiàn)出的特性做出合理的解釋。作為國(guó)家自然科學(xué)基金(No．20573034)資助課題的一部分，本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 1．利用密度泛函理論方法

2、在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上對(duì)水、甲醇、二甲亞砜、環(huán)丁砜、乙腈、甲醚、碳酸二甲酯、苯等有機(jī)溶劑與Cl<'->、Br<'->、NO<,3><'->、SCN<'->、BF<,4><'->、PF<,6><'->、ClO<,4><'->、TfO<'->、Tf<,2>N<'->、BOB<'->等陰離子形成的復(fù)合物進(jìn)行優(yōu)化、頻率分析，得到它們的最優(yōu)構(gòu)型、結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)果表明，較強(qiáng)氫鍵的鍵角均接近180°。對(duì)于SCN<'->、Cl<'

3、->、Br<'->和溶劑分子形成的氫鍵，如果只形成一個(gè)氫鍵，則隨著鍵長(zhǎng)的減小鍵角增大；如果形成兩個(gè)氫鍵，則隨著鍵長(zhǎng)的減小鍵角減小。 2．對(duì)所研究的體系進(jìn)行頻率計(jì)算，獲得復(fù)合物的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到復(fù)合物的相互作用能。計(jì)算所得甲醇．陰離子復(fù)合物中OH伸縮振動(dòng)頻率(v)和相對(duì)甲醇單體的頻率變化(△v)與實(shí)驗(yàn)值吻合的很好；△v越大，甲醇與陰離子形成的復(fù)合物越穩(wěn)定。一般情況下，所研究的陰離子與溶劑分子間的相互作用焓(△H)隨溶劑介電常數(shù)