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SO42-微观水合结构DFT研究

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运用密度泛函理论(DFT)计算方法系统研究硫酸根阴离子水合团簇,[SO4(H2O)n]2-(n=1-18),微观水合结构.理论计算采用∞B97XD泛函和6-311 ++G(d,p)基组.每个尺寸团簇结构,尽可能考虑所有合理初始结构,以此进行结构优化和频率分析等.结果 表明,气相和液相条件下SO42-与H2O之间的相互作用能和溶剂稳定化能均与团簇尺寸n成线性关系,因此优化得到稳定结构均是合理构型.在[8O4(H2O)n]2-水合团簇稳定结构中,氢键的形式有两种,即溶质-溶剂(SO42-…HOH)之间形成的对称双氢键,以及溶剂-溶剂(H2O… HOH)之间形成的氢键.当[8O4(H2O)n]2-水合团簇的尺寸为5个水分子时,由于水分子内氢键的形成,出现氢键环状结构,且团簇结构中出现水分子内氢键时,结构较为稳定.随着n增加,氢键结构逐渐变为网状直至稳定的笼状.通过能量参数和键参数分析可知,当团簇尺寸n≥18时,5O42-第一水合层水分子数≥9,而第二水合层还有待进一步研究.同时随着浓度降低SO42-与H2O分子之间总相互作用能增加,溶液中溶剂-溶质相互作用增强.
DFT study on microstructure of SO42-

刘红艳、周永全、房春晖、朱发岩、张文倩、韩丽

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中国科学院青海盐湖研究所中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,青海省西宁市,810008

青海省盐湖资源化学重点实验室,青海省西宁市,810008

中国科学院大学,北京市,100049

[SO4(H2O)n]2-水合团簇 微观结构 DFT 氢键

青海省自然科学基金项目国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目盐湖化工联合基金项目中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目

2018-ZJ-945Q2157326821503251U16071062018g108

2019

计算机与应用化学
中国科学院过程工程研究所

计算机与应用化学

CSTPCD北大核心
影响因子：0.386
ISSN：1001-4160
年,卷(期)：2019.36(1)
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