應用AB INITIO方法對甲醇和水分子團簇的理論研究.pdf

1、遼寧師范大學碩士學位論文應用AB INITIO方法對甲醇和水分子團簇的理論研究姓名：張巖申請學位級別：碩士專業(yè)：有機化學指導教師：楊忠志20070501應用A bi n i t i o 方法研究團簇C H 3 0 H ( H 2 0 ) n ( n = 1 ~ 6 ) 的性質應用肋i n i t i o 方法研究團簇C H 3 0 H ( H 2 0 ) n ( n = l 。6 ) 的性質研究生：張巖指導教師：楊忠志學科專業(yè)：有機化學

2、中文摘要：本文采用a b 加f 咖方法( H F , B 3 L Y P ．M P 2 ／s t o - 3 9 , 3 - 2 l g , 6 - 3 1 呂，6 - - ，H + o - , ( d , p ) 基組) 對二聚體( - - 聚水，甲醇和水分子形成異性二聚體，乙醇和水分子形成的異性二聚體) 的相互作用能進行了比較詳細的研究，對簇合物的幾何構型進行了全優(yōu)化。結果表明：水和水．甲醇與水，乙醇和水以線性氫鍵結合成的簇合物結構

3、最穩(wěn)定，比較所得結果采用m p 2 ／6 - 3 1 1 + g ( d , p ) 計算的結果較好，所得的結果在幾何構型上比文獻中用m p 2 ／a u g - c c - p v d z 優(yōu)化的結果略有遜色．又采用m p 2 ／6 - 3 1 1 + g ( a 【p ) 計算T - - 聚甲醇，二聚乙醇，二聚甲酸，甲酸和水分子的相互作用能和構型，然后又用一些力場( c v f l ' , e s f f , c f l 9

4、 1 , a m b e r ) 計算了二聚甲酸，甲酸和水分子的構型和結合能。同時詳細考慮了O t 3 0 H ( 腳) n ( n = V - 6 ) 形成的團簇，確定甲醇和水分子形成異性二聚體時有2 種同分異構體。推測結合兩個水分子時有8 種同分異構體，結合三個水分子時有1 6 種同分異構體。在M P 2 ／6 ．3 1 1 + G ( d , p ) 水平上計算了甲醇和水分子形成異性二聚體的轉動常數(shù)，在B 3 L Y P ／6 -

5、 3 1 1 + g ( d , p ) 水平上計算了紅外光譜，采用M P 2 ／6 - M I + + G ( 2 d , 2 p ) 計算了核磁共振譜，由于一個甲醇分子結合兩個水分子之后并沒有查到實驗數(shù)據(jù)，本論文對今后的工作只能給予參考。尚未查到甲醇結合四個水分子，五個水分子，六個水分子時的相關文獻，粗略考慮了在耶2 ／6 - 3 1 l + g ( d ，P ) 水平下優(yōu)化得到的甲醇和水的異性五聚體，六聚體，七聚體構象的結合能。由

6、于受協(xié)同效應的影響，環(huán)狀結構的能量較低。根據(jù)計算的連續(xù)結合能．可以推測出甲醇和水形成的異性多聚體中具有三個水分子的結構是轉折點．關鍵詞：甲醇和水分子團簇C H 3 0 H ( } 1 2 0 ) n “= l - 6 ) 口6 i n i a o 相互作用能構型氫鍵1 前言水分子團簇結構和結合能的探索，是近幾十年來眾多的理論和實驗研究的熱門課惠之一．當前不論是實驗手段還是理論方法，對于水分子團簇性質的研究已經(jīng)很多了“’“。甲醇和水團簇也

7、是十分重要的體系，近年來甲醇和水團簇C H a 0 H ( } 1 2 0 ) n ( n = 1 ) 分子的各種性質越來越引起人們的關注“?．尤其是水合作用下分子問的氫鍵作用。成為實驗和理論的前沿課題之一．0 6 0 H ( H 2 0 ) n ( n = 1 ~ 6 ) 團簇中存在多種不同的氫鍵，本文采用了不同的a bJ M r i o 研究它的各種性質，如幾何構型，I R ( 頻率) ，結合能等對探索氫鍵的神秘特點有一定的意義。目