水及有机溶剂中离子溶剂化焓的理论计算

离子溶剂化热力学的理论研究是一项令人感兴趣的工作.在Born理论的基础上人们先后提出了多种较详细的计算离子溶剂化热力学量的模型或公式,并对离子在不同溶剂中的溶剂化自由能进行了理论计算.本文从离子-溶剂间的相互作用力出发,分别考虑了离子溶剂化过程中造腔作用、静电吸引、静电排斥及非静电相互作用对离子溶剂化焓的贡献,得到了一个具有一定意义的、计算离子溶剂化焓的理论公式。     

定标粒子理论在离子溶剂化自由能计算中的应用

本文根据定标粒子溶液理论计算了KCl、KBr、NaCl、NaBr、CsCl和CsBr在DMSO、DMF、MeOH、(CH₃)₂CO、MeCN、EtOH和H₂O中的溶剂化自由能,涉及的离子-溶剂间静电相互作用能,用“一层连续介质模型”所给出的公式计算,结果与实验符合很好。     

高氯酸锂甲醇溶液中离子溶剂化和离子缔合现象

通过红外光谱技术探讨了高氯酸锂甲醇溶液中离子与溶剂、离子与离子之间的相互作用。红外光谱分析结果表明:锂离子与溶剂发生了相互作用导致甲醇分子的O-H伸缩振动区蓝移,ClO4-的特征谱带的变化表明了溶液中存在离子缔合。根据密度泛函理论,对不同溶剂化数的配合物结构和两种离子对形式进行优化及热力学性质的计算。     

离子溶剂化能的理论计算

在电解质溶液中,离子与溶剂之间有很强的相互作用,表现出许多特性。对此,人们提出离子溶剂化(ion solvation)的概念。溶剂化是     

红外光谱法研究氯化钙甲醇溶液的溶剂化性质

利用红外光谱研究了不同浓度氯化钙甲醇溶液中离子-溶剂和离子-离子的相互作用.溶剂分子谱带的变化说明了钙离子与甲醇分子发生了强烈的相互作用,这种作用主要是通过C-O中的氧原子实现,而溶剂甲醇分子的O-H谱带的偏移主要是离子(浓度)促使氢键发生改变.通过对光谱曲线的拟合,可定量计算阳离子溶剂化数,进一步揭示了溶剂化过程的微观性质.     

单原子离子溶剂化的研究 Ⅰ. 偏摩尔体积与溶剂化数

本文用比重法测定了25 ℃一些盐在N,N-二甲基甲酰胺和碳酸丙烯酯中的偏摩尔体积。在统计热力学理论推导的基础上, 提出了一种将盐的偏摩尔体积划分为离子的偏摩尔体积的方法。运用单层结构模型, 得到了从离子偏摩尔体积求离子溶剂化数的公式。讨论了各种类型离子的溶剂化数的某些现象和规律。     

二价离子溶剂化自由能的计算—玻恩方程的应用

离子溶剂化自由能是一个很重要的热力学参数,求得溶剂化自由能后,不仅可以了解离子溶剂化的性质,而且由此还可以计算其它热力学函数。由于单个离子不能独立存在,所以不能由实验直接测得单个离子的溶剂化自由能。1920年,玻恩根据静电模型,提出计算单个离子溶剂化自由能的公式如下:     

醇类溶剂溶剂化显色极性的理论分析

对一系列醇类溶剂分子进行了理论计算,运用多元线性回归分析方法从分子间相互作用的角度对四种溶剂化显色极性参数(E~T^N,π^*,Py和SPP)进行了理论分析。结果表明,对醇类溶剂而言,参数E~T^N和SPP实质上主要反映的是溶剂的氢键酸性性质;参数π^*中虽然包含了溶剂的极性因素,但同时与溶质-溶剂分子间的电荷转移相互作用有着密切的关系;而参数Py则较好地反映了溶剂的极性性质。     

强聚电解质在DMSO/THF中溶剂化状态的变化

高分子中电离基团的电离状态取决于分子链溶剂化层的极性.极性大,电离基团离解,体系以静电斥力为主;极性小,电离基团成为离子对,偶极吸引在体系中占主导地位.磺酸基共聚凝胶在二甲基亚砜(ＤＭＳＯ)和四氢呋喃(ＴＨＦ)混合溶剂中的体积相变从宏观上表现出上述两种状态可以互相转变[1-3],相应的线型聚电解质在此混合溶剂中的溶解与沉淀也是这种转变的表现[1].然而,由于优先溶剂化的存在,溶剂组成并不与高分子链溶剂化层的组成相同.揭示聚电解质分子溶剂化层的变化规律对于研究该体系相互作用的转变及凝聚态结构变化具有重要意义.　　将荧光发…     

LiCl、MgCl_2和CaCl_2乙醇溶液体系的溶剂化研究

利用红外光谱技术及量子化学方法研究了LiCl、MgCl2和CaCl2在乙醇溶液中的离子溶剂化作用现象。乙醇溶液C—O振动峰的变化及O—H伸缩振动峰发生的蓝移表明,金属离子与乙醇分子发生了相互作用。通过量子化学方法对金属离子的配合物结构进行了优化和热力学计算,并利用波恩方程理论计算出单个离子的溶剂化自由能,对比量子化学方法计算得出的吉布斯自由能,可以得到溶液中离子存在的稳定构型,验证溶液中发生了溶剂化现象。     

盐在极性非质子溶剂中溶剂化熵的Schnulle计算

盐在极性非质子溶剂中,多以离子形式存在。离子的强大电场,使离子近区的溶剂结构发生变化,这种变化直接影响溶液的热力学性质。测定和计算盐的溶剂化熵,对于了解离子和极性非质子溶剂分子之间的微观结构起着重要作用。历年来,不少作者提出过一些水溶液中离子近区的结构模型,并根据这些模型     

沥青质杂环模型分子间相互作用及溶剂化效应的理论研究

重质油中沥青质组分易发生聚沉形成团簇,严重影响重质油的加工和利用效率,但目前对于沥青质聚沉的研究较少,其机理尚不明确。本文采用理论计算对沥青质杂环模型分子间相互作用和溶剂化效应进行研究,以此为重质油沥青质聚沉现象的研究及聚沉抑制剂的研发提供一定的数据和理论支持。(1)在M062X/6-31G(d)水平上,计算得到了11种由沥青质杂环分子片段组成的二元体系的全优化稳定构型,讨论分析了构型的几何结构、NBO电荷、Mulliken重叠布居、相互作用能和分子轨道能,得到了最稳定的两种构型。(2)在B3LYP/6-31G(d)水平上,运用SMD模型对沥青质大分子在13种溶剂中进行溶剂化效应的建模和理论计算,通过对静电溶剂化自由能(ΔGelec)、非静电溶剂化自由能(ΔGnonelec)、总溶剂化自由能(ΔGsolv)的分析可知,沥青质溶解性大小的关键在于溶剂对它的远程静电作用的大小。     

RbCl由H2O至混合溶剂(H2O-DMF)标准迁移熵的测定

电解质迁移热力学性质的测定,对于离子溶剂化的研究具有重要意义.迁移自由能主要反映离子与溶剂分子间的相互作用,迁移熵则主要反映不同溶剂分子间的相互作用,迁移熵随温度及溶剂组成的改变可为溶剂的原有结构推测及溶液秩序改变提供信息.我们曾运用离子选择性电极测定了部分碱金属卤化物在水及含水混合溶剂中的热力学性质[1-3].本文用离子选择性电极方法,通过测定不同温度下电池的标准电动势,根据溶液热力学原理,求得ＲｂＣｌ由Ｈ2Ｏ至混合溶剂(Ｈ2ＯＤＭＦ)的标准迁移自由能ΔＧｔ及其温度系数,计算ＲｂＣｌ的标准迁移熵ΔＳｔ.结果尚未见…     

离子液中溶剂化电子的结构及其演化动力学

本文综述了离子型液体介质中过剩电子的结构、存在状态及其时间演化动力学特征。基于从头算分子动力学模拟及计算结果,重点阐述了咪唑型、吡啶型、碱金属离子型熔盐氯化物离子液中与过剩电子溶剂化密切相关的溶剂化能量学、结构特征、可能的存在状态以及态-态转化稳态动力学机制,分析了此类离子型介质中电子高效传导的内在本质及离子液组成离子的重要作用。阳离子的最低未占轨道组成的导带结构是离子液中过剩电子的溶剂化态及其稳定性的决定因素,任何能影响或改变其导带结构的因素均能显著影响过剩电子溶剂化。但快速的态-态转化及电子迁移并不明显取决于其组成离子扩散动力学,而是敏感地受离子液涨落所控制。这种基于溶剂化电子的迁移模式构成了此类离子型介质甚至其它液态介质中电子转移的新途径。     

磷脂微滴囊泡化的介观模拟

发展了一种非显示溶剂的粗粒化三粒子磷脂模型,该模型明确反映磷脂分子的双尾结构．模型分别采用变形的MIE作用势和Harmonic作用势描述分子间非成键和分子内成键相互作用,粗粒化力场参数通过拟合DPPC双分子层的结构和力学性质获得．该粗粒化模型成功重现了磷脂分子从随机初始态到双分子层和从盘状结构到囊泡的形成过程．应用该模型系统研究了球形和柱形磷脂微滴囊泡化的过程,结果表明此模型能有效地模拟介观尺度下复杂磷脂囊泡的形成及演化．     

NaBF4/DMSO溶液微观结构的研究

利用红外、拉曼光谱技术和密度泛函理论研究了高浓度四氟硼酸钠／二甲基亚砜(DMSO)溶液中的离子溶剂化和离子缔合现象。红外和拉曼光谱分析表明,Na^ 与DMSO分子间有较强的相互作用．这种相互作用破坏了DMSO分子间的缔合,改变了DMSO分子的微观结构,使DMSO分子的谱带发生了明显的变化．对Na^ 与DMSO分子相互作用的溶剂化构型的量子化学计算表明,Na^ 与DMSO分子的相互作用是通过S-O基团上的氧原子进行的,钠离子的溶剂化数为4．另外,BF4^-离子的v1谱带的分裂表明,溶液中存在着直接接触离子对,形成的Na^ BF4^-离子对具有Cs构型．     

FTIR和ESR法研究离聚体溶液中的离子相互作用

磺化乙丙三元共聚物(SEPDM)离聚体在二甲苯/5％正己醇混合溶剂中具有特异的粘浓关系和粘温关系,估计是由于金属离子被己醇溶剂化而影响离子间相互作用引起的,但尚未有更多的实验数据加以验证.本文用FTIR和ESR方法对SEPDM离聚体溶液作进一步考察,发现金属离子与己醇确实存在溶剂化效应,溶剂化程度与离子的大小、浓度和温度有关,它直接影响离子在溶液中存在的状态(单离子或离子聚集体),这些结果为从分子水平了解离聚体溶液性质提供了理论根据.用波谱方法研究离聚体溶液中的离子相互作用尚鲜见报道.     

^35Cl的核磁共振法研究高氯酸钙的离子缔合和离子溶剂化

本文研究了在10种溶剂中0.5mol/L的Ca(ClO4)2中^35Cl的峰宽和6种溶剂中^35Cl峰宽随盐浓度的变化，讨论了离子缔合与溶剂性质及离子性质的关系；以乙晴或乙醇作溶剂，在Ca(ClO4)2浓度固定时，观察^35Cl峰宽随第2溶剂组分B（此处B为H2O或DMF）的加入量（以[B]/[Ca^2 ]表示）的变化，讨论了变化规律、原因及钙离子被水或DMF的溶剂化数；还结合电导数据，讨论了Ca^2 离子与ClO4^-离子的相互作用和缔合形式。     

Li＋在基于N,N-二甲基甲酰胺混合溶剂中的溶剂化

利用红外和拉曼光谱技术研究了Li^＋在不同浓度、不同溶剂组成的LiBF₄/N,N-二甲基甲酰胺-乙腈、LiBF₄/N,N-二甲基甲酰胺-四氢呋喃电解质溶液中的优先溶剂化现象. 红外和拉曼光谱的分析表明, Li^＋主要与DMF分子相互作用, 导致该分子的C＝O伸缩振动谱带、N—C＝O形变谱带、CH₃摇摆谱带等发生了分裂. Li^＋与其它溶剂分子的相互作用较弱, 谱带的分裂现象并不明显. Li^＋溶剂化数的计算显示, Li^＋第一溶剂化层内DMF分子的数目一般大于2, 这说明 Li^＋在混合溶剂体系内优先与DMF分子相互作用. 量子化学计算支持了这一结论.     

用离散-连续模型计算NH2-,NH3和NH4+的溶剂化自由能

通过理论计算推测NH2-,NH3和NH4+在水溶液第一溶剂化层中与之直接作用的水分子分别为2,4和4个,并采用离散-连续模型计算了NH2-,NH3,NH3和NH4+在水溶液中的溶剂化自由能.结果表明,由于离散-连续模型在从头算水平考虑了溶质分子与第一溶剂化层溶剂分子之间的作用,能更准确地描述溶剂化作用.此外,采用更加符合溶液中真实情况的溶剂化构型,能得到更准确的溶剂化性质.