CÁC ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÀNH CỦA ION HYDROXONIUM VÀ CÁC CỤM NHỎ CỦA NÓ

Russian Journal of General Chemistry - Tập 85 - Trang 1005-1018 - 2015
G. I. Kobzev1, Yu. V. Zaika1
1Orenburg State University, Orenburg, Russia

Tóm tắt

Teo lý thuyết chức năng mật độ kết hợp với phương pháp Hartree-Fock hở hạn chế sử dụng các hàm trao đổi-tương quan B3LYP, BLYP và B3PW91 trong cơ sở 6-311G** đã được áp dụng để xác định hình học cân bằng của các cụm chứa nước 1(H3O+-nH2O) với n = 1–3, 5, 6 và 1(H3O+-3H2O)Cl−. Mô phỏng SA-MCSCF đã tiết lộ một loạt các thành phần điện tử của ion hydroxonium và các hồ sơ năng lượng của sự hình thành của nó. Các hồ sơ năng lượng của sự tương tác giữa H3O+ và H2O đã được mô phỏng và phân tích. Quang phổ dao động đã được mô phỏng cho tất cả các phức hợp đã đề cập ở trạng thái cân bằng và các quy luật của sự thay đổi các tần số dao động cơ bản với sự gia tăng hạt nhân của các phức hợp đã được phát hiện.

Từ khóa

#ion hydroxonium #cụm phân tử #lý thuyết chức năng mật độ #mô phỏng SA-MCSCF #quang phổ dao động

Tài liệu tham khảo

Sazonov, B.I., Solnechno-atmosfernye svyazi v teorii klimata i prognozakh pogody (Solar-Atmospheric Bonds in Theory of Climate and Weather), 1972, p. 3. Ardelyan, N.V., Bychkov, V.L., Bychkov, D.V., Denisiuk, S.V., Kosmachevskii, K.V., and Sablin, M.N., 9th Workshop Thermo-Chemical Processes in Plasma Aerodynamics, St. Petersburg, 2012, p. 51. Minaev, B.F., Lunnel, S., and Kobzev, G.I., J. Quant. Chem., 1994, vol. 50, p. 279. DOI: 10.1002/qua.560500405. Minaev, B.F., Lunnel, S., and Kobzev, G.I., J. Mol. Struct. (Theochem.), 1993, vol. 284, p. 1. DOI: 10.1016/0166-1280(93)87173-B. Kobzev, G.I. and Minaev, B.F., Russ. J. Phys. Chem., 2005, vol. 79, no. 1, p. 166. Muldakhmetov, Z.M., Minaev, B.F., Kobzev, G.I., Nikolaev, V.D., and Nurtakanova, Zh.U., Izv. Nats. Akad. Nauk Resp. Kazakhstan, Ser. Khim., 2002, vol. 4, p. 12. Kobzev, G.I., Urvaev, D.G., Davydov, K.S., and Zaika, Yu.V., J. Struct. Chem., 2012, vol. 53, no. 1, p. 12. Kobzev, G.I., Vest. Orenburg. Gos. Univ., 2005, no. 1, p. 150. Kobzev, G.I., Vest. Orenburg. Gos. Univ., 2005, no. 5, p. 102. Kobzev, G.I., Vest. Orenburg. Gos. Univ., 2005, no. 6, p. 97. Iuga, C., Alvarez-Idaboy, J.R., and Vivier-Bunge, A., Chem. Phys. Lett., 2010, vol. 501, p. 11. DOI: 10.1016/j.cplett.2010.10.043. Schriver, L., Barreau, C., and Schriver, A., Chem. Phys., 1990, vol. 140, p. 429. DOI: 10.1016/0301-0104(90) 80009-M. Cheng, Q., Evangelista, F.A., Simmonett, A.C., Yamaguchi, Y., and Schaefer, H.F., J. Phys. Chem. (A), 2009, vol. 113, no. 49, p. 13779. DOI: 10.1021/jp907715a. Goldman, N., Raymond, S.F., Leforestier, C., and Saykally, R.J., J. Phys. Chem. (A), 2001, vol. 105, no. 3, p. 515. DOI:10.1021/jp003567a. Kargovskii, A.V., Computer Studies and Modeling, 2009, vol. 1, no. 3, p. 321. Yukhnevich, G.V., Infrakrasnaya spektroskopiya vody (Infrared Spectroscopy of Water), Moscow: Nauka, 1973, p. 211. Kozlov, D.V., Osnovy gidrofiziki (Bases of Hydrophysics), Moscow: MGUP, 2004. Radtsig, A.A. and Smirmov, M.M., Spravochnik po atomnoi i molekulyarnoi fizike (Handbook of Atomic and Molecular Physics). Moscow: Atomizdat, 1980. Krasnov, K.S., Molekuly i khimicheskaya svyaz’ (Molecules and Chemical Bond), Moscow: Vysshaya Shkola, 1984, p. 274. Kryachko, E.S. and Zeegers-Huyskens, T., J. Phys. Chem. (A), 2003, vol. 107, no. 38, p. 7546. DOI: 10.1021/jp022498s. Edison, A.S., Markley, J.L., and Weinhold, F., J. Phys. Chem., 1995, vol. 99, no. 20, p. 8013. DOI: 10.1021/j100020a025. Vener, M.V., Kong, S., Levina, A.A., and Shenderovich, I.G., Acta Chim. Slov., 2011, vol. 58, no. 20, p. 402. Kaledin, M. and Wood, C.A., J. Chem. Theor. Comput., 2010, vol. 6, no. 8, p. 2525. DOI: 10.1021/ct100122s. Jiang, J.C., Wang, Y.S., Chang, H.C., Lin, S.H., Lee, Y.T., Niedner-Schatteburg, G., and Chang, H.C., J. Am. Chem. Soc., 2000, vol. 122, p. 1398. DOI: 10.1021/ja990033i. Cao, H.Z., Allavena, M., Tapia, O., and Evleth, E.M., J. Phys. Chem., 1985, vol. 89, no. 9, p. 1581. DOI: 10.1021/j100255a009. Christie, R.A. and Jordan, K.D., J. Phys. Chem. (A), 2001, vol. 105, no. 32, p. 7551. DOI: 10.1021/jp011241b. Tang, J. and Oka, T., J. Mol. Spectr., 1999, vol. 196, no. 1, p. 120. DOI: 10.1006/jmsp.1999.7844. Okumura, M., Yeh, L.I., Myers, J.D., and Lee, Y.T., J. Phys. Chem., 1990, vol. 94, no. 9, p. 3416. DOI: 10.1021/j100372a014. Yeh, L.I., Okumura, M., Myers, J.D., Price, J.M., and Lee, Y.T., J. Chem. Phys., 1989, vol. 91, no. 12, p. 7319. DOI: 10.1063/1.457305. Sobolewski, A.L. and Domcke, W., J. Phys. Chem., 2002, vol. 106, no. 16, p. 4158. DOI: 10.1021/jp013835k. Librovich, N.B., Maiorov, V.D., and Vinnik, M.I., Russ. J. Struct. Chem., 1973, vol. 14, no. 1, p. 14. DOI: 10.1007/BF00747464. Asmis, K.R., Pivonka, N.L., Santambrogio, G., Brümmer, M., Kaposta, C., Neumark, D.M., and Wöste, L., Science, 2003, vol. 299, no. 5611, p. 1375. DOI: 10.1126/science.1081634. Douberly, G.E., Walters, R.S., Cui, J., Jordan, K.D., and Duncan, M.A., J. Phys. Chem., 2010, vol. 114, no. 13, p. 4570. DOI: 10.1021/jp100778s. Fridgen, T.D., McMahon, T.B., MacAleese, L., and Lemaire, J., Mait P., J. Phys. Chem., 2004, vol. 108, no. 42, p. 9008. DOI: 10.1021/jp040486w. Headrick, J.M., Diken, E.G., Walters, R.S., Hammer, N.I., Christie, R.A., Cui, J., Myshakin, E.M., Duncan, M.A., Johnson, M.A., and Jordan, K.D., Science, 2005, vol. 308, no. 5729, p. 1765. DOI: 10.1126/science.1113094. Begemann, M.H., Gudeman, C.S., Pfaff, J., and Saykally, R.J., J. Phys. Rev. Lett., 1983, vol. 51, no. 7, p. 554. DOI: 10.1103/PhysRevLett.51.554. Grubele, M., Polak, M., and Saykally, R.J., J. Chem. Phys., 1987, vol. 87, p. 3347. DOI: 10.1063/1.453029. Librovich, N.B., Sakun, V.P., and Sokolov, N.D., Russ. J. Theor. Exp. Chem., 1979, vol. 14, no. 4, p. 393. Davies, P.B., Hamilton, P.A., and Johnson, S.A., J. Opt. Soc. Am. (B), 1985, vol. 2, no. 5, p. 794. DOI: 10.1364/JOSAB.2.000794. Galashev, A.E. and Rakhmanova, O.R., Khim. Fiz., 2011, vol. 30, no. 4, p. 3. Koch, W. and Holthausen, M.C., A Chemist’s Guide to Density Functional Theory, 2001. Smidt, M.W., Baldridge, K.K., Boatz, J.A., Elbert, S.T., Gordon, M.S., Jensen, J.H., Kozeki, S., Matsunaga, N., Nguyen, K.A., Su, S., Windus, T.L., Dupuis, M., and Montgomery, J.A., J. Comput. Chem., 1993, vol. 14, p. 1347. DOI: 10.1002/jcc.540141112. Ferriso, C.C. and Hornig, D.F., J. Chem. Phys., 1955, vol. 23, p. 1464. DOI: 10.1063/1.1742330. Paganetti, H., Phys. Med. Biol., 2009, vol. 54, p. 4399. DOI: 10.1088/0031-9155/54/14/004. Huneycutt, A.J., Stickland, R.J., Hellberg, F., and Saykally, R.J., J. Chem. Phys., 2003, vol. 118, no. 3, p. 1221. DOI: 10.1063/1.1529177. Bollinger, J.C. and Faure, R., Chem. Phys. Lett., 1987, vol. 140, p. 579. DOI: 10.1016/0009-2614(87)80490-6. Kiselev, A.V. and Lygin, V.I., Infrakrasnye spektry poverkhnostnykh soedinenii (Infrared Spectra of Surface Compounds), Moscow: Nauka, 1972. Byakov, V.M. and Stepanov, S.V., Usp. Fiz. Nauk UFN, 2006, vol. 176, no. 5. 487 c. Timokhin, V.M., Garmash, V.M., and Tedzhetov, V.A., Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya (Modern Problems of Science and Education), 2013, no. 3. ISSN 2070-7428. Kostrikin, A.V., Kuznetsova, R.V., Kosenkova, O.V., Merkulova, A.N., and Lin’ko, I.V., Voprosy sovremennoi nauki i praktiki (Questions of Modern Science and Practice), Univ. im. V.I. Vernadskogo, 2007, no. 2(8), p. 181. Zaitsev, B.E., Spektroskopicheskie metody v neorganicheskoi khimii (Spectroscopic Methods in Inorganic Chemistry), Moscow: RUDN, 1974, part 1. Sovoie, R. and Giguere, P.A., J. Chem. Phys., 1964, vol. 41, p. 2698. DOI: 10.1063/1.1726340. Giguere, P.A. and Madec, C., Chem. Phys. Lett., 1976, vol. 37, p. 569. DOI: 10.1016/0009-2614(76)85040-3. Glushko, V.P., Termodinamicheskie svoistva individual’nykh veshchestv (Thermodynamic Properties of Individual Substances), Moscow: Nauka, 1978, vol. 1, book 1. Krasnova, K.S., Molekulyarnye postoyannye neorganicheskikh soedinenii (Molecular Constants of Inorganic Compounds), Leningrad: Khimiya, 1979. Morozov, V.P., Dergachev, M.P., and Lasunin, M.V., Russ. J. Struct. Chem., vol. 44, no. 6, p. 1004. DOI: 10.1023/B:JORY.0000034802.51499.ff. Scott, A.P. and Radom, L., J. Phys. Chem., 1996, vol. 100, no. 41, p. 16502. DOI: 10.1021/jp960976r.