钠离子对苯氰水合物协同效应的理论研究

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1、钠离子对苯氰水合物协同效应的理论研究摘要含氰的工业废水毒性十分强烈，氰化物属于能够对人体产生非常大伤害的剧毒物质。因此近年来氰类废水的处理，特别是芳香氰类废水的处理引起了人们的兴趣。本文借助B3LYP和MP2(full)方法，在6-311++G(2d,p)和aug-cc-pVTZ基组水平上分别+++计算了Na∙∙∙benzonitrile∙∙∙H2O复合物中氢键和Na∙∙∙π及Na∙∙∙σ相互作用的协同效应、热力++学性质和电子结构。该结果表明，Na∙∙∙σ或Na∙∙∙π的相互作用对氢键的影响比氢键对++++Na∙∙∙σ或Na∙∙∙π的相互作用显著。Na∙∙∙σ相互作用的复合物具

2、有协同效应而Na∙∙∙π复合物+发生了反协同效应。H2O存在的情况下，Na更易与苯氰结合。焓变是推动协同效应的+主要因素。通过改变相互作用能，热力学协同性并不总是与协同效应的评估一致。Na∙∙∙σ+相互作用复合物形成过程中C–CN键的BDE增加了，但是Na∙∙∙π相互作用复合物中C–CN键的BDE却减小了。协同效应能分别于Rcʹ(NICS(1)ternary/NICS(1)binary)，ΔΔδ(Δδternary–Δδbinary)和RBDE(C–CN)(BDE(C–CN)ternary/BDE(C–CN)binary)有对应关系。AIM（分子中的原子）分析证实协同性的存在。+

3、本文借助B3LYP方法，在6-311++G(2d,p)基组水平上计算了H∙∙∙benzonitrile∙∙∙H2O复合物H迁移异构体的优化结构。针对可能存在的生成氢气反应、生成HCN或者HNC分子反应及苯环C–C键断裂反应，在B3LYP/6-311++G(2d,p)和HandHLY/6-311++G**水平上对反应物、产物、中间体复合物和过渡态进行了全面优化，并利用IRC计算证实了这些反应。根据传统过渡态理论(TST)计算得出了速率常数。本文提供了大量苯氰化合物的基础数据，总结得到了有价值的规律，为氰类废水处理的深入研究提供了理论依据，奠定了理论基础。关键词：协同效应，热力学协同

4、，氢键，芳香性，B3LYP，过渡态，速率常数+TheoreticalinvestigationintothecooperativityeffectofNaforbenzonitrilehydrateAbstractWastewatercontainingcyanideisaverytoxicindustrialeffluent,cyanideishighlytoxicsubstances,whichcancausegreatharmtothehumanbody.Therefore,thetreatmentofcyanidewastewaterinrecentyears,espec

5、iallythetreatmentofaromaticcyanidewastewaterarousedpeople'sinterest.Thecontentofthispaperprovidesasolidtheoreticalbasisformoreeffectivetreatmenttechnologyofcyanidewastewater.++ThecooperativityeffectsbetweentheH-bondingandNa∙∙∙πorNa∙∙∙σinteractions,+thermodynamicpropertiesandelectronicstructur

6、esinNa∙∙∙benzonitrile∙∙∙H2OternarycomplexeswereinvestigatedbyusingtheB3LYPandMP2(full)methodswiththe6-311++G(2d,p)andaug-cc-pVTZbasissets.Theresultshowsthattheinfluenceofthe++Na∙∙∙σorNa∙∙∙πinteractionontheH-bondismorepronouncedthanthatofthelatteronthe+former.Thecooperativityeffectappearsinthe

7、Na∙∙∙σinteractioncomplexwhilethe++anti-cooperativityeffecttendstobeintheNa∙∙∙πsystem.NabindingtobenzonitrileiseasiertotakeplaceinthepresenceofH2O.Theenthalpychangeisthemajorfactordrivingthecooperativity.Thethermodynamiccooperativityisnotalway