水合铝离子单体和二聚体的DFT研究

居学海, 范晓薇, 马海霞, 赵天生. 水合铝离子单体和二聚体的DFT研究[J]. 环境化学, 2007, 26(3): 347-351.
引用本文: 居学海, 范晓薇, 马海霞, 赵天生. 水合铝离子单体和二聚体的DFT研究[J]. 环境化学, 2007, 26(3): 347-351.
JU Xue-hai, FAN Xiao-wei, MA Hai-xia, ZHAO Tian-sheng. DFT INVESTIGATIoN oN THE MONOM ERS AND DIMERS OF AQUEOUS ALUMINUM ION[J]. Environmental Chemistry, 2007, 26(3): 347-351.
Citation: JU Xue-hai, FAN Xiao-wei, MA Hai-xia, ZHAO Tian-sheng. DFT INVESTIGATIoN oN THE MONOM ERS AND DIMERS OF AQUEOUS ALUMINUM ION[J]. Environmental Chemistry, 2007, 26(3): 347-351.

水合铝离子单体和二聚体的DFT研究

  • 基金项目:

    南京理工大学科研启动基金资助课题.

DFT INVESTIGATIoN oN THE MONOM ERS AND DIMERS OF AQUEOUS ALUMINUM ION

  • Fund Project:
  • 摘要: 用DFT方法在B3LYP/6-31G* 水平下,对水合铝离子的单体和二聚体形态进行计算.在单体[Al(H2O)6]3+,[Al(OH)(H2O)5]2+,[Al(OH)2(H2O)4]+和二聚体[Al2(OH)2(H2O)8]4+,[Al2(OH)3(H2O)7]3+,[Al2(OH)4(H2O)6]2+,[Al2(OH)5(H2O)5]+及其异构体中, Al和羟基O之间的键长明显小于Al和H2O中O之间的键长.将H2O代以羟基后,六配位的Al-O八面体骨架发生了较大的畸变.在[Al2(OH)4(H2O)6]2+形态的不同几何异构体中,当2个羟基相互邻近时稳定性较低.羟铝比(OH/Al)增大将有更多的电子流向Al(Ⅲ),同时,单体和二聚体中H2O的氢原子所带正电荷均有所减小.二聚体的羟桥氢原子所带正电荷随OH/Al比的增大而减小.各形态的键强度呈现:Al-O(H2O)<Al-O(OH)-Al<Al-O(OH),即Al-Ow<Al-Ob-h<Al-Oh.对单体形态,随OH/Al比增大, Al-Ow和Al-Oh键强度均逐渐减小.二聚体形态OH/Al比增大, Al-Ow键强度减小,但Al-Ob-h键强度基本不变, Al-Oh则呈不规则变化.无论是单体还是二聚体,OH/Al比较大形态的HOMO能级与OH/Al比较小形态的LUMO能级相近或前者稍高,前者很容易向后者提供电子.聚合过程主要是在不同形态组分之间进行.
  • 加载中
  • [1] 汤鸿霄,无机高分子絮凝剂的基础研究.环境化学,1990,9(3):1-11
    [2] Johasson G,The Crystal Structure of[Al2(OH)2(H2O)8] (SO4)2·2H2O and[Al2(OH)2(H2O)8] (SeO4)2·2H2O.Acta Chem.Scand.,1962,16:403-420
    [3] 波普尔J A,贝弗里奇D L著,江元生译,分子轨道近似方法.北京:科学出版社,1976,p.115-118
    [4] Lee C,Yang W,Parr R G,Development of the Colle-Salvetti Correlation-Energy Formula into a Functional of the Electron Density.Phys.Rev.B,1988,37:785-789
    [5] Becke A D,Density-Functional Thermochemistry.III.The Role of Exact Exchange.J.Chem.Phys.,1993,98:5648-5652
    [6] Schlegel H B,Optimization of Equilibrium Geometries and Transition Structures,J.Comput.Chem.,1982,3:214-218
    [7] Frisch M J,Trucks G W,Schlegel H B et al.,Gaussian 98(Revision A.7),Gaussian,Inc.,Pittsburgh PA,1998
    [8] Johansson G,On the Crystal Structure of Some Basic Aluminium Salts.Acta Chem.Scand.,1960,14:771-773
    [9] 居学海,赵天生,翟锦库,聚合氯化铝Al13模型化合物的量子化学计算研究.环境化学,2006,25(4):395-399
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  511
  • HTML全文浏览数:  511
  • PDF下载数:  325
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 收稿日期:  2006-05-24
  • 刊出日期:  2007-05-27

水合铝离子单体和二聚体的DFT研究

  • 1.  南京理工大学化学系, 南京, 210094;
  • 2.  宁夏大学能源化工重点实验室, 银川, 750021
基金项目:

南京理工大学科研启动基金资助课题.

摘要: 用DFT方法在B3LYP/6-31G* 水平下,对水合铝离子的单体和二聚体形态进行计算.在单体[Al(H2O)6]3+,[Al(OH)(H2O)5]2+,[Al(OH)2(H2O)4]+和二聚体[Al2(OH)2(H2O)8]4+,[Al2(OH)3(H2O)7]3+,[Al2(OH)4(H2O)6]2+,[Al2(OH)5(H2O)5]+及其异构体中, Al和羟基O之间的键长明显小于Al和H2O中O之间的键长.将H2O代以羟基后,六配位的Al-O八面体骨架发生了较大的畸变.在[Al2(OH)4(H2O)6]2+形态的不同几何异构体中,当2个羟基相互邻近时稳定性较低.羟铝比(OH/Al)增大将有更多的电子流向Al(Ⅲ),同时,单体和二聚体中H2O的氢原子所带正电荷均有所减小.二聚体的羟桥氢原子所带正电荷随OH/Al比的增大而减小.各形态的键强度呈现:Al-O(H2O)<Al-O(OH)-Al<Al-O(OH),即Al-Ow<Al-Ob-h<Al-Oh.对单体形态,随OH/Al比增大, Al-Ow和Al-Oh键强度均逐渐减小.二聚体形态OH/Al比增大, Al-Ow键强度减小,但Al-Ob-h键强度基本不变, Al-Oh则呈不规则变化.无论是单体还是二聚体,OH/Al比较大形态的HOMO能级与OH/Al比较小形态的LUMO能级相近或前者稍高,前者很容易向后者提供电子.聚合过程主要是在不同形态组分之间进行.

English Abstract

参考文献 (1)

目录

/

返回文章
返回