SO、SO2、SO3與H2O的相互作用的研究.pdf

1、酸雨被列為人類必須認真防范的主要環(huán)境災害之一。酸雨的影響主要表現(xiàn)在對生態(tài)系統(tǒng)(如土壤、水體、森林等)的危害,以及對各種建筑材料的腐蝕，嚴重的甚至危及一個城市的生態(tài)平衡。我國酸雨的主要致酸物質(zhì)是硫酸鹽，降水中SO42-的含量普遍都很高。
　　本論文運用量子化學方法對SO、SO2和SO3與H2O的相互作用進行研究。針對本文研究的體系，考慮到計算精度和計算時間，通過理論分析和實驗驗證，二級微擾理論(MP2)及偶合簇理論 CCSD(T)是

2、適合本文研究體系的方法。由于本文研究的是分子間弱相互作用，體系中有孤對電子和極化比較大的分子，所以，采用比較大的充分考慮極化和彌散的基函數(shù)是非常必要的。因此，本文在MP2/6-311++G(3df,3pd)水平對SO、SO2、SO3與H2O形成的復合物體系進行幾何結構優(yōu)化，找到復合物的穩(wěn)定結構。為了得到更可靠的能量值，對MP2/6-311++G(3df,3pd)水平下的優(yōu)化的結構在CCSD(T)/6-311++G(3df,3pd)水平進

3、行單點能計算。在兩種方法水平下計算了復合物的結合能，并采用均衡校正法校正了基函數(shù)重疊誤差。在MP2/6-311++G(3df,3pd)水平計算單體及復合物穩(wěn)定構型的電子密度進而畫出單體的靜電勢圖及復合物穩(wěn)定構型的電子密度差圖。在MP2/6-311++G(3df,3pd)水平對各穩(wěn)定構型進行NBO電荷分析，以及在mPBE/DZP方法下對閉殼層穩(wěn)定復合物進行能量分解。
　　基態(tài) SO·H2O復合物為三重態(tài)，且有兩種穩(wěn)定構型，一種為S…

4、O相互作用，另一種為O-H…O氫鍵作用，兩種構型的結合能相近，但以O-H…O氫鍵構型較為穩(wěn)定；SO2與H2O復合物中，最穩(wěn)定構型為S…O相互作用；SO3與H2O相互作用只有一種穩(wěn)定結構為S…O及O-H…O氫鍵相互作用共存，三種硫的氧化物與H2O復合物的結合能，隨著硫的氧化物中的O原子數(shù)增加而增大，分別為-2.417kcal/mol、-3.855kcal/mol、-7.962kcal/mol。分子靜電勢、NBO電荷和電子密度差圖分析表明：