溴化苄及其阳离子红外光谱的理论研究

利用密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6-311G++（d,p）水平上对溴化苄分子进行了结构优化和频率计算,得到了该分子的稳定构型和全部振动模式。计算得到的几何参数通过与苯分子的实验值相比,发现理论值与其相吻合;理论计算和实验测得的红外光谱数据的比较分析表明,理论计算与实验测量结果符合得较好,并对其振动模式进行了归属。最后,在B3LYP/6-311G++（d,p）水平上计算得到了溴化苄阳离子的红外光谱,并与溴化苄进行了比较,计算表明电离对振动偶极距产生了较大影响。     

1-萘酚的紫外共振双光子电离光谱

利用脉冲分子束技术, 在305-322 nm范围内研究了1-萘酚(1NP)的共振双光子电离(R2PI)光谱. 1NP分子存在cis和trans两种旋转异构体, 但实验中仅观测到trans异构体的电子振动跃迁光谱, 其S1←S0跃迁的(0-0)带头出现在317.90 nm(即31456 cm-1)位置. 利用光谱选律及ab initio和密度泛函(DFT)计算, 对trans异构体在S1态的振动模进行标识, 得出主要对应于对称性为a'的平面内振动模. 计算显示, cis异构体在电子基态S0的能量较trans异构体高出439 cm-1, 而第一激发能却比trans异构体的低1216 cm-1, 与之相应的实验值分别是220和274 cm-1. 计算数值与实验结果在能量变化趋势上完全一致. 共振双光子电离谱中没有观测到cis异构体的光谱信号, 其原因可归结为分子束的有效冷却效应使得处于基态的cis异构体的布居数密度相对trans异构体极低, 导致cis光谱信号太小而未能被探测到.     

激光烧蚀Al等离子体与甲醇团簇反应中 (CH3OH)nCH3O－的形成

激光烧蚀-分子束(LA-MB) 法是研究金属离子与分子团簇反应的有效方法。在气相条件下,用飞行时间质谱观测到激光烧蚀Al等离子体与脉冲分子束超声膨胀产生的甲醇团簇碰撞反应生成的(CH3OH)nCH3O－(n=3~23)团簇负离子。实验发现,此序列的团簇负离子主要生成于烧蚀激光作用于脉冲分子束的后段,(CH3OH)3CH3O－离子强度始终远远大于其后的离子,并且这些离子随尺寸大小的分布变化平缓。结合量化计算,在B3LYP/6-31G(d)水平上得到(CH3OH)nCH3O－(n=1~4)的可能几何构形,并推断(CH3OH)3CH3O¯为一幻数结构。     

用密度泛函理论研究氨质子化团簇(NH_3)_nH~+(n=1～8)的结构

运用Gaussian 03W程序中的密度泛函B3LYP方法,在6-31 G(d)基组水平上对氨质子化团簇(NH3)nH (n=1～8)的可能的几何构型进行了结构优化,得到了该系列团簇的稳定结构及其对应的总能量.结果表明,氨质子化团簇的稳定结构是质子与一个氨分子结合形成一个NH 4离子核,其它氨分子通过氢键作用形成氨链后与该离子核的四个氢以氢键结合形成的,它们之间的结合力均为中强氢键.另外,我们还利用能量的二阶差分理论对团簇的稳定性进行了研究,并计算了团簇的平均束缚能,发现随着团簇尺寸的增大,团簇的平均束缚能逐渐减小.     

激光烧蚀Al等离子体与甲醇团簇反应中(CH3OH)nCH3O-的形成

激光烧蚀一分子束(LA-MB)法是研究金属离子与分子团簇反应的有效方法.在气相条件下,用飞行时间质谱观测到激光烧蚀Al等离子体与脉冲分子束超声膨胀产生的甲醇团簇碰撞反应生成的(CH30H)nCH3O-(n=3～23)团簇负离子.实验发现,此序列的团簇负离子主要生成于烧蚀激光作用于脉冲分子束的后段,(CH3OH)3CH3O-离子强度始终远远大于其后的离子,并且这些离子随尺寸大小的分布变化平缓.结合量化计算,在133LYP/6-31G(d)水平上得到(CH3OH)nCH3O-(n=1～4)的可能几何构形,并推断(CH3OH)3CH3O-为-幻数结构.     

532nm丙酮和丁酮的多光子电离解离研究

利用激光质谱法,通过分析丙酮和丁酮的多光子电离飞行时间质谱,对其532 nm多光子电离机制进行了研究.结果发现丙酮相干吸收若干光子跃迁到高能超激发态,再继续吸收光子产生各种碎片离子,而丁酮先解离后电离,两质谱中都有质荷比为4、6、8的离子,原则上是高价离子.但在相似条件下未见相关报道,因此对离子出险原因及确认尚待进一步研究,实验中丁酮发生异构现象,其异构体电离解离出较强的C2H3O (m/e=43).丙酮没有相关离子产生.     

激光烧蚀Al热原子与CF4,CCl4,CH2Br2反应中激发态C2的形成

脉冲激光烧蚀平面铝靶产生的热原子与气相CF4,CCl4,CH2Br2的碰撞反应中,在430～600nm之间观测到激发态C2分子的发光光谱,它们可归属为Swan带的d^3Ⅱg=a^3Ⅱu跃迁中△v=2,1,0,-1,-2五个振动序列(v′≤6)。谱强度分析表明,C2激发态可很好的用热平衡描述,其振动温度达6000K左右。同时在△v=0和-1的振动带间观测到振荡的谱峰,它们是转动谱线叠加的结果。激光烧蚀Al产生的等离子体在膨胀中产生的激波及其本身的动能与反应气体碰撞使其解离产生C,然后复合形成C2。C2激发态d可能是通过激发态的Al(^2S)经近共振传能产生,也不排除在有足够碰撞能下优先形成C2激发态b,再通过与d态的v′=6能级交叉无辐射跃迁而进入d态。     

激光溅射Cu等离子体与气相CH3CN团簇的反应

用激光溅射 -分子束技术研究了Cu等离子体与乙腈团簇的气相反应 .观察到Cu+ (CH3 CN) n、CH2 CN+ (CH3 CN) n、H+ (CH3 CN) n 和CH3 CHCN+ (CH3 CN) n 四个种类的团簇离子 .考察了等离子体作用于脉冲分子束的不同位置 ,对团簇产物的种类和尺寸大小的影响 .实验结果表明 ,Cu+ (CH3 CN) n 是由Cu+ 与乙腈团簇直接缔合而成 ,CH2 CN+ (CH3 CN) n、H+ (CH3 CN) n 主要是激光等离子体中的电子与乙腈团簇碰撞电离产生的 ,而CH3 CHCN+ (CH3 CN) n 是由乙腈团簇离子内的离子 分子反应生成的 .     

A1等离子体与甲醇团簇的反应

利用激光烧蚀-分子束法(LA-MB)对激光烧蚀金属铝靶产生的Al等离子体与脉冲分子束超声膨胀产生的(CH3OH)n团簇在气相条件下的反应进行了研究.烧蚀激光相对于脉冲分子束之间的延时不同,观测到团簇离子序列及团簇尺寸的变化,反映出脉冲分子束状态对反应条件及激光烧蚀等离子体状态的影响.在激光烧蚀发生于脉冲分子束的前段,主要反应产物为Al (CH3OH)n,但团簇尺寸较小;在烧蚀发生于脉冲分子束的中段,主要产物为H (CH3OH)n,团簇尺寸增大,强度减弱;在烧蚀发生于脉冲分子束的后段,观测到尺寸更大的水合质子化团簇H (H2O)m(CH3OH)n.结合团簇离子速度分布的特征,对团簇的产生机理进行了讨论.     

乙醚团簇的激光电离质谱及从头计算

应用激光多光子电离质谱与超声脉冲分子束技术研究了乙醚团簇，实验中观测到乙醚的碎片离子以及强度较小的(E)H⁺，(E)^＋₂和(E)₂H⁺(E代表CH₃CH₂OCH₂CH₃)，没有发现更大尺寸的团簇离子.结合从头计算理论，在B3LYP/6-311++G(d,p 关键词： 乙醚团簇 偶极-偶极相互作用 从头计算