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

1、中國(guó)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(dòng)力學(xué)研究姓名：林珂申請(qǐng)學(xué)位級(jí)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(rèn)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(rèn)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(guò)測(cè)量不同溫度下水和重水的OH伸縮振動(dòng)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(diǎn)，可能是在該溫度發(fā)生了弱的連續(xù)相變所致，該拐點(diǎn)的存在可用來(lái)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。醇類(lèi)水溶液中的類(lèi)冰狀水醇類(lèi)水溶液中的類(lèi)冰狀水類(lèi)冰狀水是指在含有疏水基團(tuán)的溶液中由于疏水作用，

3、該基團(tuán)附近的水分子微觀結(jié)構(gòu)類(lèi)似于冰的結(jié)構(gòu)。類(lèi)冰狀水是否存在一直有所爭(zhēng)論。我們通過(guò)測(cè)量各種醇類(lèi)水溶液的OH伸縮振動(dòng)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(duì)應(yīng)于冰的OH伸縮振動(dòng)區(qū)域發(fā)現(xiàn)了明顯的振動(dòng)譜峰，從而可以確認(rèn)在水中加入液體醇會(huì)產(chǎn)生類(lèi)冰狀水。此外，我們還觀察到兩種freeOH的存在，其光譜強(qiáng)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(jìn)一步分析這兩種free