液體醇、水及其混合物的微觀結(jié)構(gòu)和動力學(xué)研究.pdf

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文液體醇、水及其混合物的微觀結(jié)構(gòu)和動力學(xué)研究姓名：林珂申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：物理化學(xué)（含：化學(xué)物理）指導(dǎo)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(jié)構(gòu)，約20~40%的分子形成3氫鍵結(jié)構(gòu)，在10~70oC溫度范圍內(nèi)，水分子的平均氫鍵數(shù)在3.553.8之間。水的量子效應(yīng)水的量子效應(yīng)水和重水的物理化學(xué)性質(zhì)差異一直被認為是量子效應(yīng)所致，我們第一次觀察到了這種量子效應(yīng)在光譜

2、方面的表現(xiàn)。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(xiàn)量子效應(yīng)可以使得重水的微觀結(jié)構(gòu)比水更為規(guī)整，而且隨著溫度的升高，量子效應(yīng)引起的差別逐漸減小。此外，我們從光譜上觀察到量子效應(yīng)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(zhì)差別在40~50oC發(fā)生轉(zhuǎn)折的實驗現(xiàn)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(jié)構(gòu)類似于冰的結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)隨濃度的變化，在對應(yīng)于冰的OH伸縮振動區(qū)域發(fā)現(xiàn)了明顯的振動譜峰，從而可以確認在水中加入液體醇會產(chǎn)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(guān)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