分子缔合是一个自发的平衡过程,在特定情况下能形成络合物或者分子聚集体,这样的缔合现象广泛存在于生物体系和非生物体系中。对缔合体系的研究既是一个传统的方向,又是一个前沿的研究领域,一直都受到化学家们的广泛关注。 众所周知,实验、理论和模拟是分子热力学研究三角关系中的三个顶点。近年来随着波谱技术的改进和发展,波谱分析手段被广泛用来研究溶液分子层次上的结构、溶液的宏观性质和组成的关系,并且已逐渐成为人们研究分子热力学四面体中的第四个顶点。常用的波谱分析技术主要包括红外光谱(IR)、核磁共振波谱(NMR)、拉曼光谱、紫外可见光谱(UV/vis)、荧光光谱、X-衍射、小角度X-散射、中子散射、质谱(MS)及扫描电镜(SEM)等。 本论文引入统计缔合流体理论(SAFT)中的缔合思想和模型参数,提出了一个关联缔合体系核磁共振化学位移的新模型,对17个缔合体系的57组核磁共振化学位移数据进行了关联,计算了各种氢键的摩尔分数,并且得到了质子在不同缔合情形下的特征化学位移。该模型可以为混合物化学位移随组成的变化提供更加直观的解释,又不需要像化学缔合理论那样假设形成了多少种缔合体,比化学缔合理论要简单,优化参数也较少。同时它又适用于各种不同类型的缔合体系,尤其对于复杂的缔合体系如含水体系有较好的关联结果。 本论文亦将SAFT缔合理论引入到对红外光谱的研究中,用1-2-n缔合模型来关联醇-烃体系羟基伸缩振动的红外吸收数据,但是其中各缔合体的摩尔分数由SAFT缔合理论计算得到,而不需要引入缔合体的平衡常数。这种方法对乙醇与正己烷体系和甲醇与正己烷体系的三个吸收峰的红外吸收数据都关联得较好,由此可以证明1-2-n缔合模型对于醇-烃体系的合理性,同时也表明由SAFT缔合理论求取各种缔合体的摩尔分数的方法是可行的。 本论文还将SAFT缔合理论引入到对拉曼光谱与C-H…O弱氢键的研究中,建立了一个可以描述拉曼光谱C-H伸缩振动频率随浓度变化的SAFT缔合模型,并以此关联了五种含水体系的拉曼光谱C-H伸缩振动频率位移。关联的结果表明SAFT缔合模型能较好地描述混合物的拉曼光谱C-H伸缩振动频率位移性质。