空气/水界面水分子的取向和运动

对四种不同的实验构型下空气／水界面自由O-H键在3700cm~(-1)的和频振动光谱的分析表明,水分子在空气／水界面的取向运动只可能是在平衡位置附近有限角度之内的受限转动。界面水分子的自由O-H键取向距界面法线约33°,而取向分布或运动的宽度不超过15°。这一图像显著地不同于Wei等人(Phys. Rev. Lett.86,4799(2001))只通过单一的SFG实验构型所得出结论,即：空气／水界面的水分子在超快的振动弛豫时间内在很大的角度范围内运动。     

水分子在不同电荷态的重离子作用下的离化作用

运用舍时密度泛函理论和局域密度近似方法，计算了水分子H2O在速度为12．5a0／fs的重离子C^＋和C^2＋作用下产生的各种电荷态的水分子离子的几率，平均逃逸电子敷和偶极矩的变化随时间的演化，计算结果表明，在重离子势最大时，电偶极矩的变化最大；重离子远离分子时，重离子的电荷态越高，产生高电荷态分子的几率反而越小。     

Dynamic Study of Gemini Surfactant and Single-chain Surfactant at Air／Water Interface

Molecular dynamics (MD) simulation are used to study the properties of gemini surfactant of ethyl-α,ω-bis(dodecyldimethylammonium bromide) (C12C2C12) and dodecyl-trimethylammonium bromide (DTAB) at the air/water interface, respectively. In the two systems,t he surfactant concentrations are both 28 wt.%, and other conditions are also the same. After reaching the thermodynamic equilibrium, the concentration profiles, the radial distributions functions (RDF) and the mean squared displacement (MSD) are investigated. The results reveal that the surface activity of C12C2C12 surfactant is higher than DTAB surfactant.     

杂合型全局优化法优化水分子团簇结构

基于遗传算法、快速模拟退火及共轭梯度方法提出了一种快速的杂合型全局优化方法(fast hybrid global optimization algorithm, FHGOA),并将这一方法应用于TIP3P和TIPS2模型水分子团簇(H2O)n结构的优化.在进行TIP3P模型水分子团簇结构的优化过程中,发现了能量比文献值更低的团簇结构,且执行效率有较大提高.把该方法应用到优化TIPS2模型的水分子团簇,发现最优结构和采用TTM2-F模型优化的水分子团簇结构在n < 17时完全相同,为全表面结构;而在n=17、19、22时为单中心水分子笼状结构;在n=25、27时为双中心水分子笼状结构.说明随着团簇中水分子个数的增加,采用TIPS2和TTM2-F势能函数优化的团簇最优结构有相同的变化趋势.     

Pt电极表面及附近水行为的现场红外反射吸收光谱电化学初探

本文用现场红外反射吸收光谱电化学方法和循环伏安法研究了Pt电极表面及附近水的行为. 据不同范围内得到的SNIFTIRS 谱中水峰的变化提出了三种可能的解释: (A)电极上水的吸附取向的改变; (B)电极附近水分子的长程有序的变化; (C)电极上水的氧化及还原, Pt-O化合物的形成导致薄层中水量的减少。     

Crystal Structure and Thermal Stability Properties of a New 1D Chain Cu（ll） Coordination Polymer with 2,3-Pyridinedicarboxylic Acid as the Ligand

A new 1D chain copper coordination polymer [CuE（H2L）2（C10HsN2）（HEO）2]n＇3n（H20） with 2,3-pyridinedi carboxylic acid （H2L） and 2,2＇-bipyridine （2,2＇-bipy） as ligands has been synthesized in the mixed ethanol and water solvents. Crystal data for this complex are as follows： monoclinic, space group P2Jc, a = 7.7713（7）, b = 27.478（3）, c = 13.2621（13）/1,, fl = 100.6940（10）, V= 2782.8（5） A3, Dc = 1.722 g/cm3, Z = 4, p = 1.61 mm-1, F（000） = 1472, the final R = 0.0363 and wR = 0.0933. In the crystal structure, the whole molecule consists of two cooper ions, two H2L, one 2,2＂-bipy molecule and six water molecules. Each central copper ion is coordinated with three oxygen atoms from two H2L and one water molecule, two nitrogen atoms from one 2,2＇-bipy molecule and two H2L, giving a distorted tetragonal pyramidal geometry. Thermal stability properties of the complex were investigated.     

水分子对α相CL-20热分解机理影响的分子动力学研究

研究六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)晶体不同晶型在不同温度下的反应机理, 对于深入认识含能材料在极端条件下的冲击起爆、冲击点火和爆轰过程等具有重要意义. 基于反应力场, 研究水分子在纯α相CL-20及其水合物的晶体结构中数量随时间的变换, 分析水分子对两种体系的初始分解和第二阶段的分解路径的影响. 计算结果表明: CL-20 分子的初始分解路径与水分子无关, 第二阶段的分解反应与水分子有关. 在低温(T<1500 K)下, 水分子对两种体系没有影响, 二者的初始分解路径均为N-NO₂键生成NO₂自由基; 在1500 K≤T≤2500 K时, 水分子作为反应物或与NO₂、、OH自由基等组成催化体系, 生成O₂、H₂O₂等产物, 加速水合物体系在高温下的第二阶段反应, 使得高温下水合物体系的化学反应速率和反应生成的NO₂自由基的数量比纯CL-20体系的化学反应速率和反应生成的NO₂自由基的数量大; 在T>2500 K时, 水分子的催化反应抑制CL-20初始分解反应, 使得在3000 K时纯CL-20体系的反应速率大于水合物体系中CL-20的反应速率.     

径向电场对纳米管中水分子通量的影响

水分子在纳米通道中的运动对于生命活动、纳米器件的设计等都有着重要的意义. 现在已经证实, 在(6,6)的碳纳米管中, 水分子会以单分子水链的形式协同通过碳纳米管. 但是如何控制水分子的流量仍然是一个困难的课题. 本文研究了在径向电场作用下, 碳纳米管中水分子通量的变化趋势和碳纳米管的开关行为.发现在碳纳米管两端存在200 MPa的压力差时, 电场强度从1 V·nm^-1增加到3 V·nm^-1, 水分子通量线性减小. 当径向电场强度增加到3 V·nm^-1时, 碳纳米管处于关闭状态, 水分子无法通过碳纳米管. 进一步, 我们发现水偶极与碳纳米管管轴夹角的平均值的概率分布和翻转频率都与水分子在纳米管中的个数有很大关系.     

水在HfO2(111)和(110)表面的吸附与解离

运用广义梯度近似密度泛函理论方法(GGA-PW91)结合周期平板模型, 研究水分子在二氧化铪(111)和(110)表面不同吸附位置在不同覆盖度下的吸附行为. 通过比较不同吸附位的吸附能和几何构型参数发现:(111)和(110)表面铪原子(top 位)是活性吸附位. 水分子与表面的吸附能值随覆盖度的变化影响较小. 在(111)和(110)表面, 水分子都倾向以氧端与表面铪原子相互作用. 同时也计算了羟基、氧和氢在表面的吸附, Mulliken 电荷布居, 态密度及部分频率. 结果表明, 在两种表面羟基以氧端与表面铪相互作用, 氧原子与表面铪和氧原子同时成键, 而氢原子直接与表面氧原子相互作用形成羟基. 通过过渡态搜索, 水分子在(111)和(110)表面发生解离, 反应能垒分别为9.7和17.3 kJ·mol^-1, 且放热为59.9和47.6 kJ·mol^-1.