1-氟萘團簇的共振雙光子電離及從頭算.pdf

1、團簇是單個原子分子到宏觀固體之間的過渡態(tài)，代表了凝聚態(tài)物質的初始狀態(tài)。氫鍵是最基本的化學相互作用力之一，溶劑化、能量轉移和化學反應等許多現象都受氫鍵的影響。近年來，弱氫鍵或非常規(guī)氫鍵一直是受到密切關注的課題，而帶有放射性標記18F的化合物可用于檢測癌癥的成像技術中。且一些藥品分子為F的取代物，所以研究涉及F的弱氫鍵相互作用將對這些重要的化合物的結合模式和運動模式產生新的見解。而氫鍵團簇的結構分析將引導我們從一個比較簡單的層次了解復雜的生

2、命現象及機理。 共振增強雙（多）光子電離（REMPI）結合飛行時間質譜在電離與探測過程中實現了光譜與質譜的雙重選擇，具有高靈敏度、高分辨率、多組分探測等優(yōu)點，在物質成分分析等方面起到了重要作用，近年來與很多學科進行了交融，取得了很多科研成果。由氫鍵或范德華力結合的芳香分子團簇是在分子水平上研究生物科學，有機物和環(huán)境科學的理想媒介物質。通過共振雙光子電離質譜（R2PI/MS）研究可解析質量的芳香分子的團簇構型，能量和分子動力學為研

3、究這類相互作用提供了強有力的工具。 本文利用脈沖分子束和飛行時間質譜儀并結合Gaussian03程序系統(tǒng)的研究了1—氟萘團簇的雙光子電離。 （1）用超聲分子束和飛行時間質譜儀研究了1—氟萘二聚體在（304nm—322nm）范圍內的單色共振雙光子電離譜。1—氟萘二聚體的光譜呈現明顯加寬的特征，在1—氟萘S1←S0躍遷基線（313.8nm）附近約315nm處觀測到線寬約為2nm的紅移譜帶。考慮到二聚體的誘導效應并結合ab i

4、nitio計算，該紅移譜帶被標定為1—氟萘二聚體的S1←S0躍遷。計算指出，1—氟萘二聚體的最可能構型是兩個1—氟萘分子通過氫鍵結合而形成的平面結構，屬C2h點群（見正文圖4—7）。含時密度泛函（TD）計算顯示：1—氟萘二聚體的最低電子激發(fā)能低于1—氟荼的激發(fā)能，該結果也與實驗值一致。 （2）用超聲脈沖分子束技術和飛行時間質譜儀研究了1—氟萘團簇的紫外激光（281nm）電離質譜。實驗中觀測到一系列1—氟萘團簇離子（1FN）n+（

5、n=1—3），離子的強度隨團簇尺寸的增大而減小。電離激光的強度對（1FN）+離子信號質譜峰形有明顯影響，而對（1FN）2+和（1FN）3+的影響相對較小。隨激光強度的增大，觀測到（1FN）+譜峰發(fā)生明顯的漂移和分裂。用密度泛函理論，在B3LYP/6—311++g（d，p）基組水平上對1—氟萘及其二聚體的可能構型進行了計算，得到1—氟萘的二聚體最優(yōu)構型為平面結構，其電離能為7.44eV，此電離能稍小于1—氟萘單體的電離能（其實驗值為8.1