Cs+水合结构的密度泛函理论计算研究
Hydration Structure of Cs+ with Density Function Theory
投稿时间:2017-07-03  修订日期:2017-10-13
DOI:10.12119/j.yhyj.201804007
中文关键词:  [Cs(H2O)n]+(n=1~15)水合团簇  配位数  水合离子  红外光谱
英文关键词:[Cs(H2O)n]+(n=1-15) hydrated clusters  Coordination number:Hydrated ions  IR spectra
基金项目:国家自然科学基金面上项目(21573268);盐湖联合基金项目(U1607106);青海省自然科学基金青年项目(2015-ZJ-945Q)
作者单位E-mail
张文倩 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,青海西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008
中国科学院大学,北京 100049 
2543230218@qq.com 
房春晖 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,青海西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008 
 
朱发岩 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,青海西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008 
 
刘红艳 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,青海西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008 
 
李武 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,青海西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008 
 
王广国 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,青海西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008
中国科学院大学,北京 100049 
 
周永全 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,青海西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008 
 
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中文摘要:
      基于密度泛函理论在ωB97XD/gen def2-tzvp基组水平上对 [Cs(H2O) n]+(n=1~15)水合团簇结构的振动光谱进行了研究。研究表明,随着水分子数的增加,在气相和液相中,八配位的Cs+ 水合团簇是最稳定的;随着水分子数的增加,Cs-O键长增大,Cs+上的电荷密度减小。当水分子数大于11时,Cs-O键长和Cs+上的电荷密度变化很小。O(H2O)-O(H2O)距离、∠O(H2O)-Cs-O(H2O)°统计结果表明,15个水分子足以形成Cs+的近似饱和水合层。此外,红外光谱显示[Cs(H2O)n]+水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加而发生变化,由此可以作为鉴别水合层位置的一种参考方法。
英文摘要:
      The density functional theory with ωB97XD/gen def2-tzvp was used to study the hydration structure of[Cs(H2O)n]+(n=1-15) clusters. The results show that with increasing of the water molecules,eight-coordinated water molecules for Cs+ clusters is the most stable structure in gas or aqueous phase. The distances of Cs-O increases while the charge density of Cs+ decline with increasing of water molecules. When there are more than eleven water molecules around Cs+,the distance of Cs-O and Cs+ charge density changes a little.The statistical results of the average distance O-O,the∠O-Cs-O° of [Cs(H2O)n]+(n=1-15) clusters illustrates that fifteen water molecules are enough to form an approximated complete hydration shell for Cs+. Furthermore,IR spectra of [Cs(H2O)n]+(n=1-15) clusters presents that O-H stretching vibration changing with increasing water molecules,thus it can be a reference to identify the position (hydration shell) of water molecules in hydration clusters.
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