氨水团簇稳定结构的探究

来源 :山东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zgb99
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
原子分子团簇(简称团簇)是由几个乃至数千个原子或分子(国际上多数定义含原子数在10-105范围)通过一定的物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体[1-2]。团簇特殊的物理化学性质和尺寸依赖性,引起了物理、材料和化学等领域的广泛关注。团簇科学研究的基本问题是弄清团簇如何由原子、分子逐步演化而成,以及随着这种演化,团簇的结构和性质如何变化,当团簇的具体尺寸多大时,才能过渡成宏观固体。要想充分的研究团簇的各种性质,首先要得到各种类型团簇的基态结构。然而团簇结构的寻找是非常困难的,这一问题被人们称为是np-hard问题。目前人们已经研究得出了多种计算团簇结构的方法如跳坑算法、遗传算法、经验势算法等。众所周知,氢键广泛存在与各种物质中,作为分子间的相互作用力在很多科学问题中扮演着重要的角色。对氢键的研究有助于解决多方面的问题,如能量转移、溶解和化学反应等,能为开发自然界中的水资源做好坚实的基础。O···H和N···H两种特殊而重要的氢键同时存在于氨水团簇。探究氨水团簇可能存在的稳定结构,可为研究大气组份、生物大分子的形成等做好理论铺垫。同时氨水是一种典型的极性可溶性溶剂,所以对其研究将有很大的现实意义。本文研究的思路为,首先利用经验势的方法得到氨水团簇的可能初始结构,并在此基础上用密度泛函方法(DFT/B3LYP)和二级微扰方法(Moller-Plesset/MP2)分别在6-31G(d,p)和6-311++G(d,p)基组水平上,逐级对(NH32(H2O)3团簇和(NH32(H2O)6团簇进行了几何优化和频率计算,最终得到了在B3LYP/6-311++G(d,p)水平下的15种(NH32(H2O)3团簇的稳定结构和12种(NH32(H2O)6团簇的稳定结构。经研究发现:在稳定性上,(NH32(H2O)3最稳定构型是正五边形环状结构,而(NH32(H2O)6团簇的最稳定构型是正八面体笼状结构;从分子间相互作用看,水分子间的相互作用最强,氨分子间的相互作用最弱;在结构的频率上,氢键类型对频移的大小有非常大的影响,这与我们工作组前面研究得到的结论是相同的;偶极距的大小与结构的稳定性无必然联系。本文的主要内容有:第一章:绪论,介绍了团簇的概念研究背景、分类、主要性质以及团簇研究的主要方向、现阶段的困难、意义前景和本人的工作。第二章:介绍了本课题研究中所涉及的理论和计算方法,包括变分原理和微扰理论、密度泛函理论、自洽计算中的基函数、振动频率的计算并简要的说明了Gaussian 03程序。第三章:在B3LYP/6-31G(d)和B3LYP/6-311++G(d,p)水平上对(NH32(H2O)3团簇进行了几何优化和频谱探究,得到了15中可能的稳定结构,发现(NH32(H2O)3簇的五边形环状结构的稳定性最好。第四章:在B3LYP/6-31G(d)和B3LYP/6-311++G(d,p)水平上对(NH32(H2O)6团簇进行了几何优化和频率计算,发现正八面体笼状结构为(NH32(H2O)6团簇的最稳定构型。第五章;总结了本文的工作,同时对下一步的工作进行展望。
其他文献
幽门螺杆菌(helicobacter pylori,HP)感染是一种很常见的慢性细菌感染,它可导致慢性活动性胃炎、消化性溃疡,甚至胃癌等消化道疾病。近年来研究表明,许多胃肠外疾病与HP感染也
<正>雾霾弥散,空气秽浊,江河发臭,土壤板结……,在收获着一轮又一轮经济快速增长红利的同时,中国的社会躯体与百姓民众也承受着生态环境遭遇极大破坏与衰退的生理与精神痛苦,
<正>10月10日,浙江省副省长孙景淼、省军区司令员冯文平、省军区政委王新海一行赴遂昌苏村,检查调研灾后一年苏村的重建情况及村民的生产生活情况,带去省委、省政府以及人民
绿色信贷是我国银行业提高发展质量适应国际化金融竞争的重要发展方向,也是我国转变经济发展方式,调整经济结构的重要推手。国家对环境和资源保护的重视也倒逼银行在自身经营
分析留言板系统的模块功能和程序流程,对实现留言板系统的关键技术进行讨论,在网站中实现留言功能,涉及使用ASP的内部对象Request从客户端获得信息,利用内部对象Response向客
中医药治疗盆腔脓肿一例吴玉兰,郭志强(附属东直门医院妇科100700)关键词中医药,妇科,盆腔脓肿郭某、女、33岁、已婚。入院日期:1994年10月5日。病案号:71555。患小腹部坠胀疼痛,伴有低热(37.5~38℃)已半月余。腹痛
聚丙交酯(PLA)是一种生物相容并可生物降解的高分子聚合物,其单体丙交酯可以从淀粉和甜菜中获得,为绿色可再生资源。聚丙交酯是传统聚烯烃材料的理想替代物之一,它的物理性能
随着"互联网+"时代的到来,为儿童发展带来机遇的同时也形成了挑战。美国对儿童的网络保护经过了从萌芽、发展再到成熟的阶段,对儿童网络保护的体系较为完善,其特征有:注重内
随着云计算的广泛应用,其面临的安全性也不容忽视。传统恶意行为检测系统运行权限与病毒相同,检测结果容易遭到篡改。虚拟机监视器作为云平台的核心组件,具备高特权、隔离性