激发态下甘氨酸与水分子间氢键性质研究

在生物体中氨基酸通常以水作为溶剂,是形成细胞的重要成分.在该环境下,分子间氢键的产生会对氨基酸分子与水分子的结构和性质产生影响.为了研究其在基态和激发态下的性质,本文利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对甘氨酸分子和H_(2)O分子在基态和激发态下的分子间氢键的静电势、键长、自然键轨道(NBO)电荷、分子中的原子理论(AIM)分析、Wiberg键级b、红外(IR)光谱、空穴-电子轨道和基态与激发态之间的电子转移进行了理论研究.结果表明:分子间氢键的形成会导致分子结构的改变和红外光谱振动频率的移动.在激发态下,分子间氢键有不同程度的增强或减弱.该计算结果为氢键的形成和激发态下分子间氢键的研究提供理论依据.

外电场下4-氟苯酚分子的分子结构和解离特性

4-氟苯酚是一种用途广泛的芳香族化合物,同时也是具有毒性的有机污染物之一,对环境和人体都有巨大危害.研究其在外电场作用下的降解机理具有重要意义.本文采用密度泛函方法(DFT)方法和含时密度泛方法(TD-DFT)在B3LYP/6-311G+(2d,2p)基组水平上,研究了4-氟苯酚分子在不同外加电场(0-0.03 a.u.)下的几何结构、光谱特性、解离特性.结果表明,外加电场对4-氟苯酚分子的结构和性质有较大影响,随着X(C-F键)方向外电场的增加,4-氟苯酚分子C-F键的键长增大、分子体系总能量逐渐减小、偶极矩逐渐增大、能隙逐渐减小.4-氟苯酚分子红外光谱的最强峰发生红移,紫外吸收光谱吸收峰峰值先增大后减小,峰型变宽,4-氟苯酚分子解离势能逐渐减小,说明4-氟苯酚分子在外电场作用下趋于解离.该研究对4-氟苯酚污染物分子的外电场降解提供参考.

基于外电场作用对二溴苯的光谱特性和解离特性

对二溴苯(C6H4Br2)在化学工业领域有着广泛的应用,但也是威胁臭氧层的有机污染物之一,研究外电场作用下该分子的解离特性对臭氧层的保护具有重要参考价值。在不同外电场(-0.025~0.025 a.u.)作用下,采用密度泛函理论(density functional theory,DFT),B3LYP/6-311+G(d,p)基组水平上优化了对二溴苯分子的基态几何结构;采用含时密度泛函理论(time-dependent density functional method,TD-DFT)和B3LYP/6-311+G(d,p)基组计算了分子的紫外吸收光谱,推测分子的解离特性;对分子两个C—Br键的势能进行扫描,给出了对二溴苯分子解离特性的直接证据。研究表明,在外电场作用下,对二溴苯分子的基态几何结构、光谱特性、势能曲线及势能面均发生较大改变。随着外电场的增加,对二溴苯分子的3C—12Br键长、分子体系总能量均逐渐降低,6C—11Br键长、偶极矩逐渐增大;6C—11Br键长的增大,说明对二溴苯分子的6C—11Br键能减小,6C—11Br键更容易断裂。能隙随外电场增强先增大后减小,能隙的减小,说明分子更容易发生化学反应。C—Br键伸缩振动峰强度逐渐减小,紫外吸收光谱吸收峰强度先略微增大后猛然降低,红外光谱的振动频率和紫外吸收光谱的最强峰均发生了红移,表现出分子能量增强的特性,表明振动加强,化学键变得更活跃。在外电场作用下扫描了对二溴苯分子的3C—12Br键,得到了分子3C—12Br键的势能曲线,当外电场强度为-0.02 a.u.时,分子右侧势垒的最高能量与最低能量基本相平,分子3C—12Br键断裂;在此电场强度下继续扫描6C—11Br的势能发现,分子6C—11Br键也会断裂,因此对二溴苯分子可以发生逐步解离。在外电场作用下同时扫描对二溴苯分子的两个C—Br键,得到分子的势能面,当外电场强度为0.02 a.u.时,势能面的对角线势能降低,出现另一个解离通道,因此对二溴苯分子可能发生协同解离。上述结果为实验研究对二溴苯分子的外电场降解机理提供数据保障,也对该分子体系的解离特性研究有重要的参考意义。

二溴甲烷分子在外电场下物理性质及逐步解离特性研究

二溴甲烷在太阳光辐射下分解成破坏臭氧的溴自由基,严重危害自然环境和人类健康,研究对二溴甲烷的降解很有必要.利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G(d,p)基组水平上研究了不同外电场(0~0.025a.u.)作用下二溴甲烷分子的物理性质,包括总能量、键长、电偶极矩、能级、能隙、红外光谱等.采用含时密度泛函理论在同样基组水平下研究了外电场对分子激发态的影响.此外,外电场下扫描两个C-Br键的势能曲线,发现外电场强度分别为0.025a.u.和0.04a.u.时两个C-Br键依次断裂分子发生逐步解离,该结果为保护环境即对二溴甲烷进行电场降解提供重要的参考依据.

广州市大气PM_(2.5)中常见离子浓度特征及影响因素分析

目的评估广州PM_(2.5)中无机水溶性离子浓度特征及影响因素。方法于2015—2016年在广州市采集逐日PM_(2.5)样品,经过浸水超声提取,采用离子色谱法测定其中水溶性无机离子(Cl^-、NO^-_3、SO【math12z】、NH^+_4)浓度。用多元线性回归分析温度、湿度、降雨量、24 h气流来源等因素对逐日浓度的影响。用浓度均值和时间序列中的季节特征分析无机离子随时间变化的趋势。结果 Cl^-、NO^-_3、SO【math13z】、NH^+_4的浓度均值分别为0.99、5.75、9.19、4.61μg/m^3;PM_(2.5)及无机水溶性离子主要来自工业排放。降雨量是影响NO^-_3、SO【math14z】、NH^+_4逐日浓度的最重要因素,"休息日"是影响Cl^-逐日浓度的最重要因素。无机离子浓度随时间变化呈旱季高、雨季低的趋势,但不同离子浓度的时间变化趋势略有不同。结论以降雨量为主的各种影响因素随时间变化,导致旱季无机离子浓度较高,应根据季节特点制订防控措施。

基于外电场作用氟氯碳酰的光谱特性和解离特性

采用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-31G(d)水平上优化计算了在不同外电场作用下氟氯碳酰分子的物理性质,包括键长、键角、分子体系总能量、偶极矩、能隙、红外光谱、拉曼光谱以及解离特性.研究表明在外电场(-0.02—0.07 a.u.)作用下,氟氯碳酰分子结构有明显的变化,随着外电场的增强,分子C-O键长、C-Cl键长逐渐增大,C-F键长逐渐减小,分子体系总能量、能隙先增大后减小,偶极矩先减小后增大;分子红外光谱的O p-deform、CCl stretch(str)、CF str振动发生了蓝移,CO str振动发生了红移,CO deform振动先红移后蓝移,分子拉曼光谱的O p-deform、CCl str、CF str、CO str振动移动情况与红外光谱相同,当外电场强度为0.03 a.u.时,分子C-Cl势垒消失,分子发生解离,当外电场强度为-0.005 a.u.时,分子两个键断裂,发生逐步解离.研究工作为进一步研究氟氯碳酰分子的解离特性及臭氧层的保护提供理论依据.

KF分子在外电场中的物理性质研究

为了研究氟化钾的物理性质,本文采用密度泛函理论和含时密度泛函理论LSDA方法在6-311G基组水平上,研究了KF分子在不同外加电场(-0.02~0.02 a.u.)下的键长、能量、电荷分布、能级分布、能隙、红外光谱以及激发态的变化规律.结果表明,外加电场对KF分子的结构有较大影响,随着Z(F-K键)方向外电场的增加,KF分子的键长以及电偶极矩一直减小,总能量一直增大,能隙E G先增大后减小,同时KF红外光谱的最强峰发生蓝移,前10个激发态发生红移,另一方面,随着电场强度的增大,KF分子解离能增大,反之解离能减小.

外电场下溴化铯的分子结构和解离特性

利用Semi-empirical/PM6方法,研究了外电场(-0.015~0.035 a.u.)作用下溴化铯(CsBr)分子的基态结构、键长、总能量、偶极矩、电荷分布、能隙、红外光谱、以及势能面的变化规律。研究结果表明:在外电场作用下,CsBr分子结构发生明显的变化。随着Cs-Br键方向的外电场增大,分子键长、电偶极矩、电荷布居数、能隙均逐渐减小,而分子的总能量却逐渐增大,同时分子红外光谱的最强峰发生蓝移;而随着外加负向电场的增大,分子势能面降低,势垒逐渐变小直至消失。研究还发现强度为-0.015 a.u.的外电场会使Cs-Br键断裂而发生分子解离,这为大气层的保护提供了理论依据。

一氟二氯乙烷分子在外电场中的光谱特征和解离特性

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311+G(d, p)水平上研究不同外加电场下(-0.05~0.05 a.u.)一氟二氯乙烷分子的光谱特征和解离特性,其中包括该分子基态结构、总能量、偶极矩、最高占据轨道能级、最低空轨道能级、能隙、红外光谱、拉曼光谱、紫外可见光吸收光谱及C原子与Cl原子间势能曲线等数据在电场下的变化趋势。在y轴方向上,随着负向电场的增强,C原子与Cl原子核间距增长、最高占据轨道能级减小,体系总能量、最低未占据轨道能级、能隙先增大后减小,偶极矩先减小后增加。外加电场会影响一氟二氯乙烷分子红外光谱、拉曼光谱与紫外可见光吸收光谱的吸收强度和吸收峰频率,红外光谱、拉曼光谱与紫外可见光吸收光谱随着电场变化出现红移或蓝移现象。C原子与Cl原子间势垒随着负向电场增加逐渐减小,并在电场达到-0.05 a.u.时C原子与其中一个Cl原子发生断裂,当分子中一个C—Cl键断裂后,施加强度为-0.04 a.u.的电场时另外一个C—Cl键发生断裂,分子在电场下发生逐步解离,研究结果完善了一氟二氯乙烷分子受外电场影响的理论数据。

广州市中心城区不同通勤方式PM2．5暴露水平研究

目的了解广州市步行、骑自行车、乘公交、乘地铁4种通勤方式大气PM2.5，暴露水平。方法于2015年1—12月，采用美国TSI公司生产的SidePakAM510个体粉尘仪在每个月第2周的周一、周三、周五、周日，每天分早（07：00—09：00）、中（11：00—13：00）、晚（17：00—19：00）3个时段，进行不同通勤方式空气动力学直径≤2．5μm的颗粒物（PM2.5）暴露监测，每隔1min记录1次数据。结果步行、骑自行车、乘公交、乘地铁4种通勤方式得到的有效样本量依次为284、281、278和280个。步行、骑自行车、乘公交和乘地铁PM2.5暴露浓度M分别为38．4、38．6、23.3和24．1μg／m^3，均与同期监测点的暴露浓度呈正相关（L〉0．8，P〈0．01）。4种通勤方式PM2.5暴露浓度均以夏季最低，冬季最高。考虑暴露时间和呼吸速率，4种通勤方式单程暴露量的M由高到低依次为骑自行车21．0μg、步行20．1μg、乘公交5．1μg、乘地铁2．6μg。4种通勤方式单程暴露量季节及时段的变化趋势与暴露浓度一致。结论步行、骑自行车PM2.5的暴露浓度高于乘公交和地铁。4种通勤方式的单程暴露PM2.5量依次为骑自行车〉步行〉乘公交〉乘地铁。

外电场下4-溴苯酚的分子结构和解离特性

采用密度泛函方法(DFT)和含时密度泛函方法(TDDFT)在B3LYP/6-311+G(d,p)基组水平上优化计算了在不同外电场作用下4-溴苯酚分子的物理性质,包括键长、键角、分子体系总能量、偶极矩、能隙、红外光谱、解离特性以及激发态。研究表明在外电场(0~0.03 a.u.)作用下,4-溴苯酚分子结构有明显的变化,随着外电场的增强,分子C—Br键长、O—H键长、偶极矩逐渐增大,C—O键长、分子体系总能量、能隙逐渐减小;分子红外光谱的四个吸收峰均发生红移;同时前10个激发态也发生红移;当外电场强度为0.03 a.u.时,势垒消失,分子发生解离。