Микроструктура гидратных оболочек кислородсодержащих ионов по данным методов ЯМР-релаксации и квантовой химии

• Автор: Воронцова, Анна Анатольевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 92 с. : ил.

Глава 1. ЯМР-релаксация в растворах электролитов

§ 1. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса

§ 2. ЯМР-релаксация

§ 3. Диполь-дипольный и квадрупольный механизм релаксации

§ 4. Спин-решеточная релаксация в растворах электролитов

§ 5. Исследование гидратации оксианионов и иона гидроксония

методом ЯМР
Глава 2. Исследование растворов в присутствии кислородсодержащих ионов методом ЯМР-релаксации

§ 6. Условия экспериментов

6.1. Характеристика объектов исследования

6.2. Измерение времени спин-решеточной релаксации

§ 7. Результаты измерений и обсуждение
7.1. Растворы хлорной кислоты
7.2. Растворы серной кислоты
7.3. Растворы уксусной кислоты
7.4. Растворы ортофосфорной кислоты

7.5. Эффекты изменения константы квадрупольной связи
дейтронов в растворах кислот
§ 8. Модель строения гидратных оболочек кислородсодержащих
ионов по данным ЯМР-релаксации
§ 9. Выводы
Глава 3. Основные методы квантовой химии
§ 10. Методы Хартри-Фока
§11. Анализ заселенностей молекулярных орбиталей
§ 12. Многоконфигурационные расчеты
§ 13. Базисные функции
§ 14. Метод локализованных молекулярных орбиталей
§ 15. Результаты исследований распределения электронной плотности ионов, а также их координации, методом квантовой химии
Глава 4. Исследование электронной структуры многоатомных кислородсодержащих ионов методом квантовой химии
§ 16. Квантово-химический расчет электронной структуры многоатомных кислородсодержащих ионов методом локализованных орбиталей
§ 17. Выводы
Заключение

Актуальность темы : Проблема строения водных растворов электролитов занимает важное место в физике, химии и биологии. Растворы электролитов представляют собой сложную равновесную химическую систему, образованную взаимодействием растворителя и растворенного вещества. Растворы электролитов исследуются различными экспериментальными и теоретическими методами, среди них: дифракция рентгеновских лучей, нейтронов и электронов; спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР); Рамановская и Бриллюэновская спектроскопия; компьютерные методы молекулярной динамики (МБ) и Монте-Карло (МС); квантовая химия и др.
За последнее столетие накоплен обширный материал о строении растворов электролитов, однако, проблема детального описания микроструктуры большинства растворов электролитов не решена до сих пор, а сопоставление данных полученных разными методами и разными исследователями показывает, что существуют значительные расхождения в количественных оценках таких важных параметров как координационные числа, коэффициенты самодиффузии ионов, времена переориентации молекул и др. Поэтому важной задачей является создание единой модели структурных мотивов растворов электролитов и согласование на этой основе данных, полученных независимыми методами.
В НИИ физики СПбГУ был разработан метод исследования микроструктуры электролитов, основанный на изучении зависимости скоро-

Глава
Основные методы квантовой химии.
Для исследования электронного распределения оксианионов в направлении химической связи ион молекула растворителя выбран метод

квантовой химии. Выбор метода обусловлен тем, что на сегодняшний день это единственный метод, позволяющий рассчитывать распределение электронной плотности в ионах. К недостаткам метода квантовой химии следует отнести зависимость полученных результатов от выбора базиса и метода расчета. Поэтому отдельной и важной задачей является получение зависимости рассчитанной электронной плотности от выбора базиса.
Основы квантовой химии были заложены в конце 20-х годов в результате развития двух фундаментальных теорий электронного строения молекул — теории валентных связей и теории молекулярных орбита-лей.
Теория валентных связей была предложена в 1927 г. Гейтлером и Лонданом, согласно этой теории при образовании молекул в основном сохраняется электронная структура составляющих ее атомов, а энергия ковалентной связи обусловлена обменом электронов между ними.
Сформулированная в 1927-1930 гг. в работах Хунда- Малликена, Леннарда-Джонса, Герцберга теория молекулярных орбиталей базируется на предположении о том, что электроны находятся на орбиталях,