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1、團(tuán)簇是單個(gè)原子分子到宏觀固體之間的過(guò)渡態(tài),代表了凝聚態(tài)物質(zhì)的初始狀態(tài)。氫鍵是最基本的化學(xué)相互作用力之一,溶劑化、能量轉(zhuǎn)移和化學(xué)反應(yīng)等許多現(xiàn)象都受氫鍵的影響。近年來(lái),弱氫鍵或非常規(guī)氫鍵一直是受到密切關(guān)注的課題,而帶有放射性標(biāo)記18F的化合物可用于檢測(cè)癌癥的成像技術(shù)中。且一些藥品分子為F的取代物,所以研究涉及F的弱氫鍵相互作用將對(duì)這些重要的化合物的結(jié)合模式和運(yùn)動(dòng)模式產(chǎn)生新的見(jiàn)解。而氫鍵團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)分析將引導(dǎo)我們從一個(gè)比較簡(jiǎn)單的層次了解復(fù)雜的生
2、命現(xiàn)象及機(jī)理。 共振增強(qiáng)雙(多)光子電離(REMPI)結(jié)合飛行時(shí)間質(zhì)譜在電離與探測(cè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了光譜與質(zhì)譜的雙重選擇,具有高靈敏度、高分辨率、多組分探測(cè)等優(yōu)點(diǎn),在物質(zhì)成分分析等方面起到了重要作用,近年來(lái)與很多學(xué)科進(jìn)行了交融,取得了很多科研成果。由氫鍵或范德華力結(jié)合的芳香分子團(tuán)簇是在分子水平上研究生物科學(xué),有機(jī)物和環(huán)境科學(xué)的理想媒介物質(zhì)。通過(guò)共振雙光子電離質(zhì)譜(R2PI/MS)研究可解析質(zhì)量的芳香分子的團(tuán)簇構(gòu)型,能量和分子動(dòng)力學(xué)為研
3、究這類相互作用提供了強(qiáng)有力的工具。 本文利用脈沖分子束和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀并結(jié)合Gaussian03程序系統(tǒng)的研究了1—氟萘團(tuán)簇的雙光子電離。 (1)用超聲分子束和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀研究了1—氟萘二聚體在(304nm—322nm)范圍內(nèi)的單色共振雙光子電離譜。1—氟萘二聚體的光譜呈現(xiàn)明顯加寬的特征,在1—氟萘S1←S0躍遷基線(313.8nm)附近約315nm處觀測(cè)到線寬約為2nm的紅移譜帶??紤]到二聚體的誘導(dǎo)效應(yīng)并結(jié)合ab i
4、nitio計(jì)算,該紅移譜帶被標(biāo)定為1—氟萘二聚體的S1←S0躍遷。計(jì)算指出,1—氟萘二聚體的最可能構(gòu)型是兩個(gè)1—氟萘分子通過(guò)氫鍵結(jié)合而形成的平面結(jié)構(gòu),屬C2h點(diǎn)群(見(jiàn)正文圖4—7)。含時(shí)密度泛函(TD)計(jì)算顯示:1—氟萘二聚體的最低電子激發(fā)能低于1—氟荼的激發(fā)能,該結(jié)果也與實(shí)驗(yàn)值一致。 (2)用超聲脈沖分子束技術(shù)和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀研究了1—氟萘團(tuán)簇的紫外激光(281nm)電離質(zhì)譜。實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到一系列1—氟萘團(tuán)簇離子(1FN)n+(
5、n=1—3),離子的強(qiáng)度隨團(tuán)簇尺寸的增大而減小。電離激光的強(qiáng)度對(duì)(1FN)+離子信號(hào)質(zhì)譜峰形有明顯影響,而對(duì)(1FN)2+和(1FN)3+的影響相對(duì)較小。隨激光強(qiáng)度的增大,觀測(cè)到(1FN)+譜峰發(fā)生明顯的漂移和分裂。用密度泛函理論,在B3LYP/6—311++g(d,p)基組水平上對(duì)1—氟萘及其二聚體的可能構(gòu)型進(jìn)行了計(jì)算,得到1—氟萘的二聚體最優(yōu)構(gòu)型為平面結(jié)構(gòu),其電離能為7.44eV,此電離能稍小于1—氟萘單體的電離能(其實(shí)驗(yàn)值為8.1
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