碘離子和堿金屬離子水合作用的理論研究.pdf

1、離子在水溶液中的溶劑效應(yīng)對(duì)于許多化學(xué)和生命過程起著至關(guān)重要的作用。本文應(yīng)用量子化學(xué)和分子力學(xué)方法對(duì)碘離子、堿金屬離子的水合作用進(jìn)行理論研究。
　　 應(yīng)用MP2和B3LYP方法在6-311++G(d,p)水平下對(duì)氣相中碘離子水分子團(tuán)簇I-(H2O)n(n=1～6)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及振動(dòng)頻率的計(jì)算(其中I-采用贗勢(shì)基組LANL2DZ),在此基礎(chǔ)上選擇MP2／6-311++G(2d,2p)對(duì)其穩(wěn)定構(gòu)型進(jìn)行了能量的計(jì)算。應(yīng)用原子-鍵電負(fù)

2、性均衡浮動(dòng)電荷分子力場(chǎng)(ABEEM／MM),確定了碘-水分子相互作用勢(shì)的勢(shì)能函數(shù)。將該勢(shì)能函數(shù)應(yīng)用于I-(H2O)n(n=1～6)體系中,計(jì)算了包括幾何結(jié)構(gòu)和結(jié)合能的性質(zhì),結(jié)果表明ABEEM／MM計(jì)算的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)和結(jié)合能等結(jié)果,與量子化學(xué)計(jì)算的結(jié)果相一致。進(jìn)一步我們應(yīng)用構(gòu)建的I--H2O體系的勢(shì)能函數(shù),分子動(dòng)力學(xué)模擬研究碘離子水溶液體系,結(jié)果表明I-H徑向分布函數(shù)的第一、第二峰分別位于0.29和0.41 nm處；I-O徑向分布函數(shù)的第一、

3、第二峰分別位于0.39和0.45 nm處；第一、二水合層的水分子數(shù)分別為8.5和9.4,均與實(shí)驗(yàn)和其它模擬的結(jié)果有較好的一致性。
　　 對(duì)于堿金屬離子水分子團(tuán)簇,在MP2／aug-cc-pVDZ水平下對(duì)氣相中M+(H2O)n(M=Li,Na,K,Rb,Cs；n=1～6)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化(其中M+采用贗勢(shì)基組LANL2DZ,除Na+),同時(shí)對(duì)振動(dòng)頻率和結(jié)合能進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明在水合堿金屬團(tuán)簇中,從Li+(H2O)n～Cs+(H2O