利用超额拉曼光谱研究硝酸镁水溶液中的离子对

利用超额拉曼光谱研究了室温下硝酸镁(Mg(NO₃)₂)溶液的离子缔合情况. 测量了该溶液羟基(－OH)伸 缩振动谱段和NO₃^-全对称伸缩振动谱段的拉曼光谱, 利用超额拉曼光谱及光谱拟合分析了这些光谱数据. － OH伸缩振动谱段的超额拉曼光谱显示, 低浓度(<2.3 mol·kg^-1)下阴离子第一水合层的水分子含量随溶液浓度 的升高呈线性关系增加, 在较高浓度时(>2.3 mol·kg^-1), 该含量变化偏离了线性关系, 这是因为Mg(NO₃)₂溶液 在高浓度时存在直接接触离子对导致的. 同样的转折点浓度也在对NO₃^- 全对称伸缩振动谱段的分析中被观测 到. 除了直接接触离子对, 还观测到三种溶剂分隔型离子对. 对该谱段下所有浓度的拉曼光谱和超额光谱进行 同时拟合, 给出了不同浓度下各种离子对的相对含量, 结果显示在0.23-4.86 mol·kg^-1浓度范围内都有溶剂分 隔型离子对和直接接触型离子对. 当Mg(NO₃)₂浓度低于2.3 mol·kg^-1时, 所有离子对的相对含量随浓度增加呈 现直线上升, 在高于这个浓度后直接接触离子对的相对含量急剧增加, 一种溶剂分隔型离子对的相对含量增加 变缓, 另一种溶剂分隔型离子对的相对含量逐渐减少, 还有一种溶剂分隔型离子对相对含量的增加趋势保持不 变, 在Mg(NO₃)₂浓度大于3.5 mol·kg^-1后, 其相对含量不再发生明显变化.     

四氯化碳和二硫化碳中乙醇构象异构体布居的羟基伸缩振动拉曼光谱

综合利用拉曼光谱和密度泛函理论研究了乙醇在四氯化碳、二硫化碳溶液中乙醇构象异构体的布居. 首先确定了trans和gauche构象乙醇在OH伸缩振动拉曼光谱中的归属,然后结合理论计算的拉曼散射截面估计了两个异构体的能级差。 可以看出在四氯化碳和二硫化碳中trans乙醇更稳定。通过分析不同温度的拉曼光谱,发现范霍夫方程在这里并不适用. 利用玻尔兹曼分布律和理论拉曼散射截面,发现了两个异构体的能级差随着温度升高而增大,这反映了溶剂与乙醇之间越弱的分子间相互作用更有利于trans构象乙醇的布居。     

量子效应对液体水结构的影响

利用高灵敏的拉曼光谱系统地研究了由量子效应引起的轻水和重水的结构差异. 测量了5～85 oC的轻水和重水的拉曼光谱,明显地观察到两种水的拉曼光谱谱形的差别. 使用全局拟合方法分析了所有谱图的谱形,结果显示在同一个温度下重水的局部结构要比轻水的结构有序,并且他们结构上的差异随着温度的升高而减少. 另外计算了水结构差异的指标|温度漂移,从低温到高温时这个指标从28 oC减小到18 oC. 这些结构差异表明量子效应在室温范围内也非常重要. 我们还利用Vant't Hoff关系式分析了水分子相互作用能. 这些结构上的细节可以帮助建立更加可靠的水模型.     

盐对甲醇微观结构的影响

利用拉曼光谱研究盐对甲醇微观结构的影响.比较了不同盐/甲醇体系的O—H伸缩谱段和C—O伸缩谱段的超额拉曼光谱,对比给出了阴、阳离子与甲醇的相互作用.O—H伸缩谱段的超额拉曼光谱明显地显示了阴离子与甲醇形成弱氢键,氢键强度排序为CH3OH-CH3OHCl--CH3OHNO3--CH3OHClO4--CH3OH,在这个波段内,基本观察不到阳离子与甲醇的相互作用.在C—O伸缩谱段内,阴阳离子均有显著的体现,且与它们作用的甲醇C—O伸缩振动频率有如下的关系:CH3—OH(阴离子)CH3—OH(体相)CH3—OH(阳离子).根据C—O伸缩谱段的超额拉曼光谱,拟合了该谱段的拉曼光谱,由分解的谱峰强度得到阴、阳离子第一溶剂化层中甲醇分子的数目,结果显示在该浓度(～0.005)下离子对第一溶剂化层以外的甲醇氢键网络结构没有明显影响.