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研究生:許嘉麟
研究生(外文):Hsu,Chia-Lin
論文名稱:鹼金屬和乙二醇分子複合體之研究:1.分子軌域計算;2.光游離效率實驗
論文名稱(外文):The complexes between alkali metal and 1,2-ethanediol: 1.ab initi o molecular orbital calculation 2.photoionization study
指導教授:蘇志明蘇志明引用關係
指導教授(外文):Su,Tzu-Min
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:化學學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:81
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:分子複合體分子軌域計算光游離效率乙二醇
外文關鍵詞:molecular complexpotassium12-ethanediolphotoionization efficiency
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第一部分:在一系列的鹼金屬與路易士酸分子複合體 (molecular com-
plex)的研究中,對於多牙基(polydentate)的複合體,是一個較少被接觸
的領域。在此篇論文中,我們將探討鉀金屬和乙二醇分子(1,2-
ethanediol)在氣態中所形成的複合體,有關其光游離的化學。首先,利
用分子軌域計算(ab initio MO calculation),可以得到各種鉀和乙二醇
分子複合體的各種構形(conformation),並能計算出各個構形物
(conformer) 的解離能 (dissociationenergy)以及游離能(ionizati on
energy)的理論值。鉀和乙二醇的構形物可被分為四大類。第一、鉀和乙
二醇形成環狀的構形物;第二、具分子內氫鍵,且氧有兩對未共用電子對
與鉀作用的構形物;第三、具分子內氫鍵,但氧只有一對未共用電子對與
鉀作用的構形物;第四、長鏈狀的構形物。其次,我們利用一瀉流式反應
器 (flow reactor) 產生此分子複合體,並形成分子束,進行光游離的實
驗。分析所得的光游離效應圖,可以對應到理論計算所得的結果,而決定
出較低游離能臨閾值(threshold) 所對應的構形物。在光譜上所決定的臨
閾值是3.4,3.6以及3.67電子伏特。其中臨閾值最低者( 3.4電子伏特)對
應到環狀的複合體,3.6電子伏特可對應到 t-g''Gt及t-g''Gg構形的臨閾值
,3.67電子伏特則相當於e-g''Tt構形的游離能。在游離能比3.67eV高的構
形,因為光譜太複雜,而不能被定出。第二部分:此部分所報告的是對於
鈉金屬和乙二醇分子所形成的分子複合體,所做的分子軌域理論計算。利
用 Hartree-Fock 的方法以及 6-31G 的 basis set,進行optimiza tion
可得到此分子的各個構形。再利用此所得的幾何構造,用 Moller-Ple
sset second order(MP2) 的方法,及6-31G 的 basis set,做單點能量
的計算。以此同樣的方法,可以讓我們得到各個構形物的解離能,以及游
離能的理論值。由分子複合體內鈉金屬原子和乙二醇間的作用力不同,我
們將各種構形物,分為如同鉀和乙二醇一般的四大類。由解離能的計算,
我們預測最穩定的構形是有分子內氫鍵且氧有兩對未共用電子對與鈉作用
的構形物,以及環狀的構形物。其餘兩類是較次要的。由游離能的計算結
果,我們預測鈉和乙二醇的分子複合體的光游離效應光譜,將有三個較明
顯的轉折點,分別可對應到各大類的構形物,只有長鏈狀的構形物,將不
容易在光譜圖上分析出來。
Part 1. The complexes between potassium and 1,2-ethanediol or
met hanol were generated in a flow reactor and measured with
photoion ization mass spectrometry. The threshold energies and
photoioniza tion efficiencies of these complexes were decided
by analyzing th e Watanabe plots. The appeared three ionization
threshold are 3.4 0, 3.60, and 3.67 eV. ab initio Molecular
orbital calculation was carried out for these neutral and ion
complexes. The optimized e quilibrium geometries and the
harmonic vibrational frequencies ar e decided by HF method in
6-31G* basis set. The bond dissociation energies and the
adiabatic ionization potentials are calculated with MP2 method
and in 6-31G** basis set. The neutral orbital pop ulations, and
the Mulliken populations are reported. The correlat ions
between experimental and theoretical results are established in
our discussion.Part 2. ab initio molecular orbital calculations
of the neutral c onformers and the corresponding cations of
Na(1,2-ethanediol) hav e been employed to investigate the
complexation between sodium an d 1,2-ethanediol. The full
geometric optimizations without any re striction of various
conformers and harmonic vibrational frequenc ies were
calculated with Hartree-Fock method and with standard 6- 31G*
basis set. Electron correlation effect was obtained with Mol
ler-Plesset perturbation method up to second order ( MP2 ) and
6- 31G** basis set. The bond dissociation energies and the
adiabatic ionization potentials are calculated in this level.
The Mulliken population analysis and natural orbital population
analysis were employed here to understand the relative
importance of charge tr ansfer between sodium and neutral
1,2-ethanediol molecule in thes e complexes.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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