盐溶液在日常生活、人体健康、环境保护、工业生产等多个方面占据着举足轻重的地位。过量摄入食盐易导致人体血压升高,冰雪天气在道路上撒盐能改善交通环境,这些现象均与盐离子和冰水分子之间的相互作用密不可分。氢键是冰水分子的基本结构和能量单元,盐离子作用于周围水分子诱导氢键网络结构发生改变以呈现不同的物性,其蕴含的作用机制尚缺乏统一认知。本论文从O:H—O氢键协同弛豫理论出发,结合拉曼光谱测试和拉格朗日力学,以卤族盐溶液为代表探究阴阳离子种类和浓度引起的溶质-溶剂相互作用演化以及离子诱导形成的水合壳层中氢键弛豫及短程相互作用的演变规律,明确离子注入对氢键网络结构和作用势场调制的一般规律。论文的主要研究结果概括如下:(1)基于温度-密度依赖关系,应用冰水四面体结构建立了O:H—O氢键耦合双段物性协同规则,量化了质量密度、分段键长、声子振动频率之间的关系,实现知其一便知其余的目的,降低了对实验数据的依赖性。更重要地是,这是一种内在的协同关系,与外部激励形式无关,对O:H—O氢键网络结构具有普适意义。(2)结合氢键耦合双段物性参数之间的协同关系和BOLS理论,研究了NaCl溶液随离子浓度变化时氢键非对称短程势场的演变。研究发现,离子电场诱导周围水分子偶极子重排,朝向或背离中心点电荷,形成水合壳层,极化作用调制氢键弛豫。浓度低于2 M时,离子的水合壳层可以完全屏蔽近邻其他离子的影响,呈孤立离子状态;而浓度超过2 M时,离子之间的相互作用难以完全屏蔽,共同对其间的壳层水分子极化。随着离子浓度增大,O:H键伸长变弱,键能由39.466meV降低至31.756 meV,同时O—O库仑斥力调制H—O共价键缩短变强,由3.589 eV增大至3.873 eV;在浓度超过2 M后,氢键键长和势能的演化幅度明显降低。(3)以卤族一价NaX(X=Cl,Br,I)和YC l(Y=Na,K,Cs)盐溶液为例,研究了离子种类对水合壳层氢键网络结构和短程相互作用的影响。结果表明,随着卤素离子半径增加电负性降低,NaX溶液中O:H键由1.7076?伸长至1.7299?,声子软化,水分子间作用力减弱;H—O共价键由0.9967?缩短至0.9902?,声子硬化,水分子内作用力增强,服从I~->Br~->Cl~-规律,与霍夫梅斯特序列的描述一致。YCl溶液中,阳离子对氢键网络结构的影响遵循Na~+>K~+>Cs~+规则。阴离子的极化效果大于阳离子,一定程度上决定了盐类的相关性质。