醇類團(tuán)簇多光子電離質(zhì)譜及從頭算研究.pdf

1、團(tuán)簇是由幾個(gè)乃至數(shù)千個(gè)原子或分子通過一定的化學(xué)或物理結(jié)合力組成的相對(duì)穩(wěn)定的微觀或亞微觀聚集體。它具有許多與尺寸相關(guān)的奇異結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，是連接微觀與宏觀之間物質(zhì)結(jié)構(gòu)的新層次。團(tuán)簇研究興起于20世紀(jì)70年代，之后迅速引起了各界科學(xué)家的共同關(guān)注。 醇類物質(zhì)是一類重要的氫鍵物質(zhì)，特別是一些簡(jiǎn)單的一元醇，像甲醇、乙醇及丙醇等在現(xiàn)實(shí)生活中用途廣泛，它們不但能夠直接被運(yùn)用到生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，而且還可以用作許多其他有機(jī)物的合成上。對(duì)簡(jiǎn)單一元醇類

2、的團(tuán)簇研究可以作為其他復(fù)雜醇類物質(zhì)研究的前提和依據(jù)。 本論文應(yīng)用激光多光子電離質(zhì)譜和分子束技術(shù)研究了甲醇、乙醇以及正丙醇的團(tuán)簇。通過對(duì)不同激光波長(zhǎng)下得到的質(zhì)譜分析認(rèn)為甲醇、乙醇以及正丙醇團(tuán)簇的電離均經(jīng)歷了一個(gè)(2+1)共振電離過程。實(shí)驗(yàn)中改變激光能量及載氣壓強(qiáng)的大小，發(fā)現(xiàn)團(tuán)簇離子信號(hào)強(qiáng)度隨著能量或載氣壓的增大呈現(xiàn)出一個(gè)先增大后減小的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)過程中，只改變激光相對(duì)于脈沖閥延時(shí)，各質(zhì)譜峰位置發(fā)生了漂移，分析其原因可能是離子在穿越飛

3、行時(shí)間質(zhì)譜儀的離子引出和加速極板時(shí)，由于柵網(wǎng)電極對(duì)離子的吸附引起引出區(qū)電壓和加速區(qū)電壓起伏造成。 對(duì)由最佳實(shí)驗(yàn)條件下得到的甲醇、乙醇以及正丙醇的典型多光子電離質(zhì)譜進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)生成的團(tuán)簇離子主要為(R1,2,3OH)nH+和(R1,2,3OH)n(H2O)H+兩個(gè)系列。結(jié)合在HF/STO-3G和B3LYP/6-31G++水平上對(duì)部分分子、團(tuán)簇及自由基進(jìn)行的從頭計(jì)算，分析認(rèn)為(R1,2,3OH)nH+的產(chǎn)生通道主要為團(tuán)簇內(nèi)部的質(zhì)子

4、轉(zhuǎn)移反應(yīng)和離子-分子反應(yīng)，從能量角度得出(R1,2,3OH)nH+具有以一個(gè)離子為中心的核式殼層結(jié)構(gòu)，(R1,2,3OH)3H+對(duì)應(yīng)第一殼層剛好排滿的結(jié)構(gòu)，并給出了其構(gòu)型。對(duì)于(R1,2,3OH)n(H2O)H+團(tuán)簇系列，由于溶劑化的影響致使其只在n≥77時(shí)才出現(xiàn)。 本論文具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排如下：1.團(tuán)簇以及氫鍵團(tuán)簇的簡(jiǎn)述及研究狀況，介紹了研究團(tuán)簇的實(shí)驗(yàn)方法和本論文具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排如下：1.團(tuán)簇以及氫鍵團(tuán)簇的簡(jiǎn)述及研究狀況，介紹了