離子液體陰離子與溶劑分子相互作用的理論研究.pdf

1、離子液體作為一種新型綠色溶劑在化學(xué)反應(yīng)和分離中受到高度重視，近幾年得到了廣泛研究。但是對離子液體陰離子與溶劑分子間相互作用的理論研究較少，至今還沒有人作系統(tǒng)的研究。本文用密度泛函理論方法詳細研究了這種相互作用，從而為設(shè)計、合成具有特定功能的離子液體提供了理論依據(jù)，有助于對離子液體在某些方面表現(xiàn)出的特性做出合理的解釋。作為國家自然科學(xué)基金(No．20573034)資助課題的一部分，本文的主要研究內(nèi)容如下： 1．利用密度泛函理論方法

2、在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上對水、甲醇、二甲亞砜、環(huán)丁砜、乙腈、甲醚、碳酸二甲酯、苯等有機溶劑與Cl<'->、Br<'->、NO<,3><'->、SCN<'->、BF<,4><'->、PF<,6><'->、ClO<,4><'->、TfO<'->、Tf<,2>N<'->、BOB<'->等陰離子形成的復(fù)合物進行優(yōu)化、頻率分析，得到它們的最優(yōu)構(gòu)型、結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)果表明，較強氫鍵的鍵角均接近180°。對于SCN<'->、Cl<'

3、->、Br<'->和溶劑分子形成的氫鍵，如果只形成一個氫鍵，則隨著鍵長的減小鍵角增大；如果形成兩個氫鍵，則隨著鍵長的減小鍵角減小。 2．對所研究的體系進行頻率計算，獲得復(fù)合物的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計算得到復(fù)合物的相互作用能。計算所得甲醇．陰離子復(fù)合物中OH伸縮振動頻率(v)和相對甲醇單體的頻率變化(△v)與實驗值吻合的很好；△v越大，甲醇與陰離子形成的復(fù)合物越穩(wěn)定。一般情況下，所研究的陰離子與溶劑分子間的相互作用焓(△H)隨溶劑介電常數(shù)