乙醇—水團(tuán)簇分子的光譜學(xué)特征及分子結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本文采用熒光光譜分析技術(shù)，結(jié)合量子力學(xué)和量子化學(xué)理論對(duì)乙醇-水溶液中的團(tuán)簇分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。在討論了乙醇-水溶液中新分子的空間取向特征、平面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及電子能級(jí)變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，得到了該分子結(jié)構(gòu)的物理模型和空間結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)而反演了團(tuán)簇分子的結(jié)構(gòu)。 通過(guò)對(duì)乙醇一水溶液熒光光譜特征的實(shí)驗(yàn)研究，得到了乙醇-水團(tuán)簇分子的三種可能類型，并從熒光量子產(chǎn)率和光吸收度等方面對(duì)三種可能的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論研究。從數(shù)學(xué)上推導(dǎo)了乙醇和水形成配合物的

2、結(jié)合常數(shù)，推斷配合物分子的可能結(jié)構(gòu)為：5個(gè)乙醇分子和6個(gè)水分子間通過(guò)氫鍵相連形成環(huán)式或鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)；一個(gè)乙醇分子和兩個(gè)水分子間隔相連形成的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)；或一個(gè)乙醇分子和5個(gè)水分子相互連接形成新分子結(jié)構(gòu)。 通過(guò)對(duì)乙醇一水溶液偏振熒光光譜的檢測(cè)，計(jì)算了該熒光的偏振度和分子各向異性度，表征了分子的空間取向行為，認(rèn)為乙醇-水溶液中的團(tuán)簇分子是在較大程度上具有固定取向的有序結(jié)構(gòu)。理論分析認(rèn)為氫鍵不僅對(duì)分子團(tuán)簇的空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，而且對(duì)分子中的電子

3、軌道也產(chǎn)生了影響，表現(xiàn)為分子的偶極矩和極性(偏振)特性的變化。 通過(guò)對(duì)長(zhǎng)波方向上寬展譜峰的實(shí)驗(yàn)和理論研究，得到了處于基態(tài)和激發(fā)態(tài)的團(tuán)簇分子間形成激基締合物的結(jié)論。在求解熒光強(qiáng)度隨時(shí)間衰變過(guò)程方程的基礎(chǔ)上，從理論上分析了形成激基締合物的光物理過(guò)程。利用密度泛函理論計(jì)算了乙醇-水團(tuán)簇分子電子躍遷的理論值。利用碰撞復(fù)合物和激基締合物的形成機(jī)制研究了團(tuán)簇分子基態(tài)能級(jí)發(fā)生改變的過(guò)程，進(jìn)而對(duì)溶液的發(fā)光機(jī)制進(jìn)行了定量研究。 利用量子化