弱氢键作用对硫脲水溶液拉曼光谱影响的密度泛函理论计算

将拉曼光谱和密度泛函理论(DFT)计算结合能够把拉曼谱峰和分子结构及分子间氢键作用之间的变化联系起来,反映分子周围的结构信息.本文通过理论计算水分子和硫脲形成复合物的拉曼光谱,并结合实验报道的拉曼光谱,探究硫脲基频对分子局域结构的依赖性.通过轨道分析,发现水分子的氢键作用可以引起硫脲的前线轨道对易,这将影响到硫脲的拉曼光谱性质.最后计算也表明在中性水溶液中由于大的正Gibbs自由能变,硫脲不易发生异构转变.     

弱氢键作用对硫脲水溶液拉曼光谱影响的密度泛函理论计算

将拉曼光谱和密度泛函理论(DFT)计算结合能够把拉曼谱峰和分子结构及分子间氢键作用之间的变化联系起来, 反映分子周围的结构信息. 本文通过理论计算水分子和硫脲形成复合物的拉曼光谱, 并结合实验报道的拉曼光谱, 探究硫脲基频对分子局域结构的依赖性. 通过轨道分析, 发现水分子的氢键作用可以引起硫脲的前线轨道对易, 这将影响到硫脲的拉曼光谱性质. 最后计算也表明在中性水溶液中由于大的正Gibbs 自由能变, 硫脲不易发生异构转变.     

苏丹红Ⅰ分子印迹聚合物分子识别特性的波谱分析

以苏丹红Ⅰ为模板分子,α-甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,通过沉淀聚合法合成了高选择性的分子印迹聚合物。通过静态吸附实验研究了聚合物的吸附性能,采用紫外光谱(UV)和核磁共振氢谱(1 H NMR)法研究了聚合物的识别机理。实验结果表明:模板分子和功能单体之间的作用为分子间氢键;红外(IR)光谱研究进一步表明,印迹聚合物通过非共价氢键作用特异性地识别模板分子。     

乙二醇的分子间氢键结构动力学的飞秒非线性红外光谱

利用稳态线性红外光谱和飞秒泵浦-探测红外光谱技术, 研究了在乙腈(MeCN)、丙酮(AC)、四氢呋喃(THF)和二甲基亚砜(DMSO)溶剂中乙二醇(EG)的结构和羟基(―OH)伸缩振动动力学. 结果表明, 乙二醇的―OH伸缩振动的频率位置、峰宽以及振动弛豫动力学都表现出强烈的溶剂依赖性. 乙二醇溶液中至少存在两种形式的分子间氢键, 一种是溶质-溶剂团簇的分子间氢键, 另一种是溶质-溶质团簇的分子间氢键. 量子化学计算预测的―OH伸缩振动频率的溶剂依赖性与我们的红外光谱实验观测结果一致. 进一步, 我们发现在乙腈中参与形成溶质-溶剂团簇氢键的乙二醇―OH伸缩振动具有最慢的弛豫动力学, 丙酮和四氢呋喃次之, 而最快的弛豫动力学过程发生在二甲基亚砜中. 在每一溶剂条件下, 乙二醇/乙二醇溶质团簇中―OH伸缩振动弛豫都更快一些. 本文结果有助于认识在溶质-溶质、溶质-溶剂分子团簇共存的体系中不同分子间氢键的结构动力学特性.     

邻乙氧基苯甲酸的氢键模式随温度的变化关系

晶体中邻甲氧基苯甲酸以分子间氢键形成的二聚体形式存在,但邻乙氧基苯甲酸却以分子内氢键形成的单体存在.本文用低温红外光谱,结合氘代和酰氯化实验揭示了邻乙氧基苯甲酸晶体中也存在二聚体,但室温时含量很少,随着温度降低,含量逐渐增加.     

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.     

抗早老性痴呆症天然产物石杉碱甲的红外光谱与简正分析——量子化学密度函数理论(DFT)研究

运用量子化学密度函数理论B3LYP/ 6 31G 方法计算了石杉碱甲的电子结构和红外光谱 ,得到了与实验结果的谱图特征基本一致的红外振动光谱 .通过对振动模式的分析 ,指认了 1 0 2个振动模式中分离得比较完全的 45个振动模式 ,结果表明其吡啶酮CO伸缩振动的红外活性最强 ,吡啶酮NH键的伸缩振动的频率最高 .涉及可形成氢键的石杉碱甲氨基氢及吡啶酮内酰胺氢的红外振动吸收的理论值与实验值差异较大 ,其原因是在晶体中存在分子间氢键 ,这不仅改变了这些氢在空间的取向 ,而且也改变了键的力学性质 ,导致红外振动吸收频率发生改变     

(H2O)m（HBr）n（m+n≤4）团簇的结构与性质

利用杂化密度泛函方法B3LYP结合6-311++g(2df,2p)基组研究了(H2O)m(HBr)n(m+n≤4)混合团簇的结构及红外光谱.确定了团簇的稳定结构以及键能,发现分子间以红移氢键的形式结合形成混合团簇,且H2O分子个数为3时HBr发生解离.理论模拟了稳定结构的红外光谱,并分析了红外光谱主要吸收峰所对应的振动模式.通过自然键轨道(NBO)分析发现了红移氢键是由质子供体与质子受体间的超共轭作用决定的.     

苄嘧磺隆印迹聚合物的波谱分析及吸附性能研究

以苄嘧磺隆为模板分子, α-甲基丙烯酸为功能单体, 三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯为交联剂, 二氯甲烷为致孔剂, 在20 ℃温度下, 采用紫外引发沉淀聚合方法制备了苄嘧磺隆分子印迹聚合物. 紫外光谱和核磁共振氢谱实验提示了聚合前模板分子与功能单体之间的相互作用主要是分子间氢键, 分子间氢键相互作用能和双氢键的键距由Hyperchem 7.0和Gaussian 03W软件分别计算为: －28.6163 kJ/mol和0.179～0.181 nm. 制备的印迹聚合物在高效液相色谱和吸附动力学实验中都表现出对模板分子有较强的吸附作用.     

二甲基亚砜对乙酸气相色谱保留时间的影响及其机理

通过气相色谱、红外光谱分析和量子化学计算,探究溶于二甲基亚砜（DMSO）中乙酸保留时间发生波动的原因。 结果显示,乙酸保留时间变化与DMSO体积等量递增呈线性关系,R²=0.99301;根据红外光谱分析得出,DMSO和乙酸之间生成了氢键,以DMSO-乙酸分子的形式通过色谱柱;根据Gaussian09程序计算结果,DMSO电子密度大的部分给予电子,与乙酸之间形成了氢键,而DMSO电子密度小的部分容易获得电子与具有强偶极矩的色谱柱固定液聚乙二醇产生作用力,吸附在固定液上。因此,在上述一系列复杂的分子间作用力的共同影响下,乙酸保留时间发生了波动,且随着溶剂DMSO体积比增加,乙酸保留时间不断延长。     

利用“姆潘巴效应”改进氢键教学

教学设计要重视实验探究的作用，以问题驱动课堂教学，从原有知识和现有知识的认知冲突中，策划高质量的学习活动。基于“姆潘巴效应”分子理论说，以“热水与冷水谁先结冰”为探究主题，以验证“姆潘巴效应”实验为主线，引导学生从分子水平的角度分析“姆潘巴效应”。通过将氢键理论贯穿到整个教学过程中，丰富氢键教学实践，让学生体验科学探究的过程，从而搭建宏观物质与微观世界的桥梁。     

莠去津分子印迹聚合物的合成及识别性能研究

以莠去津为模板分子,α-甲基丙烯酸为功能单体,在氯仿溶剂中合成了莠去津分子印迹聚合物．紫外光谱研究表明莠去津与功能单体α-甲基丙烯酸之间确实存在作用力,通过红外光谱分析了聚合物结构,可以确定模板分子与功能单体之间的作用力为氢键．利用透射电镜表征了溶剂用量对印迹聚合物微观形貌的影响,综合利用平衡结合实验考察了不同溶剂用量...     

金—硫脲络合物成键及结构性能的研究

通过实验合成了金一硫脲络合物,测定了它的红外与紫外光谱,并用cNDO/2法进行了计算。由波谱测试及量化计算的结果分析,确定了金一硫脲络合物的结构为平面直线型分子。Au—S间的键合是强极性的σ—配位键。     

新型室温熔盐二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂-乙酰胺体系的谱学研究

从分析二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂(LiTFSI)与乙酰胺形成熔盐的作用机制出发,通过红外和拉曼光谱的谱学分析并应用非局部密度泛函方法进行量化计算来对二者的相互作用进行了讨论.发现乙酰胺通过Li—O键与LiTFSI中Li+配位而破坏了LiTFSI的离子键,形成很大的配位阳离子,且正电荷被屏蔽在乙酰胺分子中;而TFSI-离子中电荷的部分离域导致电荷被终端—CF3基团屏蔽在整个分子中,这样两个大的阴阳离子间的库伦作用很弱;同时Li—O配位也导致乙酰胺分子间的氢键断裂,因而室温下体系以液体状态稳定存在.     

有机和生物晶体固态核磁共振参数的准确预测

理论计算有助于复杂的有机和生物系统光谱的鉴定.对于核磁共振光谱,固体结晶中的化学位移和四极耦合常数(QCC)受到邻近的分子和晶格的氢键和范德华作用较大的影响,从而显示出与气态单体分子不同的NMR参数.因此,在固体晶体NMR参数的理论计算中有必要将氢键和范德华作用这两个因素考虑进来.基于周期性方法,本文采用L-Ala-Gly二肽和硝基苯晶体作为模型体系来考察该方法计算NMR参数的精度.研究结果显示周期结构模型能够将分子间的氢键和范德华作用考虑进来,得到的化学位移和QCC值明显优于传统的单分子模型和超分子模型得到的结果,采用该方法计算的结果能够重现NMR实验结果.     

对甲氧基苯甲醛肟晶体结构、红外光谱及分子间相互作用的实验与理论研究

从实验和理论两个方面研究了Z型和E型对甲氧基苯甲醛肟晶体的熔点、 结构、 红外光谱和分子间相互作用. 在E型和Z型晶体中, 对甲氧基苯甲醛肟分子分别呈二聚体重复单元和双链Zigzag结构排列. 研究结果表明, 电荷分布变化引起的静电相互作用差别、 形成氢键的方式和强度以及晶体中分子排列方式导致的范德华作用不同是造成Z型和E型对甲氧基苯甲醛肟固体熔点、 红外光谱等物理性质差别的根本原因.     

高氯酸锂-乙酰胺新型二元熔盐电解质的谱学研究

高氯酸锂与乙酰胺在适宜摩尔配比范围内可形成热稳定性良好、电化学性能优良的室温熔盐.从分析LiClO4与乙酰胺形成熔盐的作用机制出发,通过红外、拉曼光谱的谱学分析并应用非局部密度泛函理论方法进行量化计算对二者的相互作用进行了讨论.发现乙酰胺通过Li－O键与LiClO4中的Li＋配位而破坏了LiClO4的离子键,形成很大的配位阳离子,削弱了阴阳离子间的库伦作用力;同时Li－O也导致乙酰胺分子间的氢键断裂,因而体系的共熔温度较之纯物质熔点显著降低,部分样品室温下以液体状态稳定存在.     

用红外光谱技术研究氢键的键合方式

氢键的形成能够使参与形成氢键的原化学键力常数降低,吸收频率移向低波数方向,同时吸收强度增加。为了介绍怎样利用红外光谱技术研究氢键的键合方式,本文以联酰胺衍生物为例,主要运用变温红外光谱技术分析NH伸缩振动波数、强度以及形成氢键的键长随温度的变化来研究羰基(C O)与氨基(H—N)之间的氢键形式。结果表明,本文举例中联酰胺基团中的C O与H—N以分子间氢键形式存在。     

丙氨酸晶体太赫兹振动光谱的实验和理论研究

利用太赫兹时域光谱和低频拉曼光谱仪研究了丙氨酸晶体在0.2-2.6 THz 范围内的太赫兹吸收和拉曼散射光谱. 研究表明: 在该低频范围有四个振动模式, 其中两个只具有拉曼活性, 其余两个同时具有红外和拉曼活性. 基于B3LYP杂化密度泛函的自洽场晶体轨道法对丙氨酸周期性结构进行了理论研究和光谱计算. 通过比较实验和理论结果, 指认了实验光谱特征峰所属的不可约表示. 通过理论计算得到的图形, 得出在此低频范围的振动模式主要包含分子间氢键的扭转和摇摆运动.     

酰胺水化作用的富里埃红外光谱研究及其SCFPPP计算

本文用富里埃红外光谱仪研究了酰胺水化作用引起的红外光谱变化。用SCFPPP方法对五种酰胺进行了计算。含水酰胺的羰基伸缩振动频率向低波数的位移与酰胺和水分子间的氢键强度成正比。其氢键强度与羰基上氧原子的净电荷密度成正比,与酰胺分子的HOMO轨道能量成反比。