琴子的毕业论文3

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1、目录中文摘要………………………………………………………………………………1英文摘要……………………………………………………………………………‥21.引言31.1概述31.2红外光谱对溶剂化作用的研究现状51.3量子化学计算的理论和研究现状61.3.1量子化学理论的方法概要61.3.2量子化学方法对溶剂化的研究现状81.4实验的内容和方法92.实验部分102.1实验仪器与试剂102.2实验方法103．实验结果与讨论113.1不同浓度的硝酸锂∕二甲基甲酰胺∕乙醇溶液谱带的分析113.1.2浓度相近硝酸锂混合溶液的谱带分析173.2浓度近似的硝酸盐

2、混合溶液的谱带分析194量子化学计算22结论27谢辞28参考文献291溶剂化作用对红外光谱的影响研究摘要：利用红外光谱技术及量子化学方法研究了硝酸锂、硝酸镁和硝酸钙在乙醇和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）的比例分别为1+1、1+3和3+1的混合溶剂中的离子溶剂化现象。随着溶质的加入由于溶剂化作用，致使红外光谱谱带的相应位置发生了偏移或产生了新峰。这表明溶液中的金属离子与溶剂分子发生了强烈的相互作用，并且由溶剂分子的谱带的变化证明，这种作用主要通过溶剂分子的C-O、C＝O和O-H中的氧原子实现的。通过量子化学方法对上述体系进行优化计算，得出对应的

3、热力学常数及第一溶剂化层的结构，并考虑了离子与溶剂的优先溶剂化，进一步揭示了溶剂化过程的微观现象。关键词：金属离子，乙醇，N，N-二甲基甲酰胺，离子溶剂化，红外光谱，量子化学方法32Abstract:TheionsolvationoftheLiNO3,Mg(NO3)2andCa(NO3)2inethanolandN,N-dimethylformamide(DMF)mixturesattheratioof1:1,1:3and3:1havebeenstudiedbyinfraredspectroscopy.Withthechangesinther

4、atioofsolventandmetalionconcentrationinthemixtures,IRbandshaveshiftedorcreatedanewpeak.Theseindicatesthatthesolutionsofmetalionsandsolventmoleculeoccurredstronginteractioneachother,thiseffectmainlyrealizedthroughtheC-O,C=OandO-Hofitsoxygenatom.Atthesametimethethermodynamicc

5、onstantsandthestructureofthesystemhavebeencalculatedandobtainedbythequantumchemistrymethodalso,whichhaveshowedthatexperimentresultsarepossible.Thesefurtherrevealedthephenomenonofsolventmicroscopicprocess.Keywords:Metalions,Ethanol,N,N-dimethylformamide,Ionsolvation,Infrared

6、spectroscopy,Quantumchemistrymethod321.引言1.1概述溶剂化是指在溶液中，溶质被溶剂分子包围的现象。在溶液中,正离子与溶剂的负端，负离子与溶剂的正端相互吸引，称为离子-偶极作用，也称为偶极键。离子和溶剂之间通过离子-偶极键的作用结合起来，一个离子可以形成多个离子-偶极键，被包裹在溶剂中，这是溶剂化的本质。在溶液中与离子缔合的溶剂分子数称溶剂化数。在某溶液中，结构单元就是溶剂化的阳离子和阴离子。目前，对于离子溶剂化的研究采用了很多方法，有红外、质谱、衍射等，但红外光谱对溶液结构的研究比较广泛，通过红外方法得

7、到了离子的溶剂化数和结合能等很多信息。另外还有许多工作者通过理论计算也得到了溶剂化的相关信息，如结合能、红外和拉曼振动频率等，通过理论和实验相结合，可以从分子水平来了解溶液的结构。离子缔合是指两个异号电荷离子相互接近到某一临界距离形成离子对的过程。离子对为两个溶剂化异号电荷离子以库仑力相互吸引，其静电能大于热运动能，在运动过程中，离子对是一个实体，并具有足够的稳定性。离子缔合概念是1926年N.J.布耶鲁姆提出的，他认为在溶液中凡是异号电荷离子间静电吸引能超过2kT，即可形成离子对。根据库仑定律，离子间静电作用势能V为：V＝｜ZiZj｜e2/

8、Dq（1）式中q为离子间临界距离；D为溶剂介电常数；e为元电荷；Zi、Zj为i、j离子的电价。对于298.15K的水溶液，V＝2kT，式中k为玻耳兹曼常数，T为热力