液體醇、水及其混合物的微觀結構和動力學研究.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文液體醇、水及其混合物的微觀結構和動力學研究姓名：林珂申請學位級別：博士專業(yè)：物理化學（含：化學物理）指導教師：劉世林20100504摘要II化信息，認為液體水中約60~80%的分子形成4氫鍵結構，約20~40%的分子形成3氫鍵結構，在10~70oC溫度范圍內，水分子的平均氫鍵數在3.553.8之間。水的量子效應水的量子效應水和重水的物理化學性質差異一直被認為是量子效應所致，我們第一次觀察到了這種量子效應在光譜

2、方面的表現。通過測量不同溫度下水和重水的OH伸縮振動拉曼光譜，我們發(fā)現量子效應可以使得重水的微觀結構比水更為規(guī)整，而且隨著溫度的升高，量子效應引起的差別逐漸減小。此外，我們從光譜上觀察到量子效應在39~45oC附近存在一拐點，可能是在該溫度發(fā)生了弱的連續(xù)相變所致，該拐點的存在可用來解釋水和重水的一些宏觀性質差別在40~50oC發(fā)生轉折的實驗現象。醇類水溶液中的類冰狀水醇類水溶液中的類冰狀水類冰狀水是指在含有疏水基團的溶液中由于疏水作用，

3、該基團附近的水分子微觀結構類似于冰的結構。類冰狀水是否存在一直有所爭論。我們通過測量各種醇類水溶液的OH伸縮振動拉曼光譜，利用超額光譜方法分析了光譜結構隨濃度的變化，在對應于冰的OH伸縮振動區(qū)域發(fā)現了明顯的振動譜峰，從而可以確認在水中加入液體醇會產生類冰狀水。此外，我們還觀察到兩種freeOH的存在，其光譜強度隨濃度的變化關系表明，其中一種為親水環(huán)境下水分子的freeOH，另一種為疏水環(huán)境下水分子的freeOH；進一步分析這兩種free