5 12 单笼水团簇中氢键协同效应的量子化学研究

发布时间：2021-11-26 11:57

　　氢键的协同效应在各类水分子簇中都有着至关重要的意义,它不仅显著地影响水分子间结合能的大小,同时也决定了水团簇的稳定性。通过构造大量512单笼团簇并研究其多变的氢键网络,我们讨论了 512单笼团簇氢键网络结合能的变化规律,以及团簇内包含的5大类、74种亚型氢键的协同效应。结果表明:512单笼团簇氢键网络的平均结合能随团簇中1221类亚型氢键数量的上升而增高。结合Anick数组,我们发现512单笼团簇氢键网络的结合能随团簇中第一类、第二类21型水分子数量的上升而增高,随第三类、第四类21型水分子数量的上升而降低。1221类亚型氢键的平均键能最高,其余三类,1212类、2112类、2121类亚型氢键的平均键能相近。同一类亚型氢键中键能分布也不尽相同,一般而言,当亚型氢键给体片段或受体片段的三个水分子类型相同时,亚型氢键表现出较弱的协同效应。相反的,当亚型氢键给体片段或受体片段的三个水分子类型不同时,亚型氢键表现出较强的协同效应。 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－４?３６种水分子簇（使用四位数组标记）的氢键键能随０－０距的变化曲线

图１４７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?３６?ｅｎｅｒｇｙ－（０?－?Ｏ）?ｄｉｓｔａｎｃｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｔｏｔａｌ?ｓｅｔ?ｏｆ?ｎｅｉｇｈｂｏｒ?ｔｙｐｅｓ?（ｆｏｕｒ－ｄ?

Ｌｉａｎｇ等人＿研宄了客体水分子在多个气体水合物晶体笼间的转移路径。利??用分子模拟来探索和分析该过程的微观行为。提出并讨论了四种不同的机制，涉??及多笼型团簇中的笼间共用五元环或六元环，如图１－５。??（ａ）?入??＞一?＜？？人人??ｔｔ??（ｂ）??？入督?＇，入??丄、．，太必??图１－５水合物团簇中四种不同的客体水分子传输路径。（ａ）替换五元环上一个水分子的路??径（Ｉ），与相邻水分子形成新的六元环的路径（ＩＩ）；?（ｂ）穿过六元环的路径（ＩＩＩ），替换六??元环上一个水分子的路径［６ｅ］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｆｏｕｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｏｕｔｅｓ?ｆｏｒ?Ｈ２０?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔ?ｗｉｔｈｉｎ?ｈｙｄｒａｔｅ?ｃｌｕｓｔｅｒｓ，?（ａ）?Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ??ｂｙ?ｏｎｅ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｆｒｏｍ?ａ?ｆｉｖｅ－ｍｅｍｂｅｒｅｄ?ｒｉｎｇ?（ｐａｔｈｗａｙ?Ｉ），?ａｎｄ?ｗｉｔｈ?ｔｗｏ?ｎｅｉｇｈｂｏｒ??８??

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本文编号：3520096