Li^+的水合结构和近似饱和水合层:基于密度泛函理论的研究

结合密度泛函理论,运用B3LYP/aug-cc-pVDZ方法对[Li(H2O)n]+(n=1～10)水合团簇的结构进行了研究。研究结果表明,在气相和液相中,四配位结构的[Li(H2O)n]+水合团簇比其五配位的异构体稳定,即在水溶液中Li+易形成四配位的四面体结构。随着同时水分子数的增加,Li-O键长增大,Li+上的电荷密度减小。但是当水分子数大于4时,Li-O键长和Li+上的电荷密度变化很小。[Li(H2O)n]+水合团簇中每个水分子的结合能计算结果表明,7个水分子已足以形成Li+的近似饱和水合层。另外红外光谱显示[Li(H2O)n]+水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加发生蓝移,而～3 600 cm-1和～3 500 cm-1处的吸收峰是第二水合层与第一水合层、第三水合层和第二水合层的水分子形成氢键引起的。