(2.2.3)--2.2.3污染物结构量子化学与光谱参数.pdf

三、量子化学与光谱参数三、量子化学与光谱参数（一）、量子化学参数1.原子电荷或者电子云密度原子电荷或者电子云密度 电子云密度是原子之间静电力的源泉。电子云密度决定物质的性质和反应活性，因此经常被用作结构参数，用于表示分子之间的弱作用力。（一）、量子化学参数2.分子轨道能量分子轨道能量 电子在分子轨道上的能量分布能够指示其反应活性。最高占据轨道能量和最低空轨道能量是最经常使用的量子学参数。分子最高占据轨道HOMO能量水平表示分子进一步放出电子的容易程度，而分子最低空轨道LUMO能量水平表示一个分子进一步接受电子的能力。两者都能够比较准确地描述分子局部之间的相互作用和分子的反应活性。（一）、量子化学参数3.前线轨道电子云密度前线轨道电子云密度 根据前线电子活性理论，电子云密度的大小可以反应各个原子发生反应的倾向性，电子云密度越大的位置与亲电化合物发生反应的可能性越高；而电子云密度越小的位置则与亲核化合物发生反应的可能性越高。在反应过程中，供体与受体之间，反应部位的电子云密度往往是最大的，因此，用电子云密度可以表达反应的容易程度。（一）、量子化学参数4.超级离域能量超级离域能量 离域能表示原子通过传递电子形成价键的稳定性，是指通过电子的共轭而使体系得以稳定的能量，又称为共轭能。因为共轭可以使电子分散，导致反应的活化能降低。离域能越大，反应越容易进行。（一）、量子化学参数5.偶极距偶极距 偶极距能够很好地表示电子转移的能力，与物质的亲水性和溶解度有密切的关系，经常被应用。偶极距数值一般是经过测量得到的。为得到偶极距，一般需要测量介电常数（）、折射指数（）和密度（n），然后通过以下Debye方程计算求得偶极距（）：（一）、量子化学参数5.偶极距偶极距kTNMnnM942121222 其中，其中，k是波尔兹曼常数。偶极距方面的数据可以从是波尔兹曼常数。偶极距方面的数据可以从各种来源获得，也可以利用量子力学分子轨道理论比较各种来源获得，也可以利用量子力学分子轨道理论比较准确地计算分子的偶极距。准确地计算分子的偶极距。（一）、量子化学参数（二）、光谱参数（二）、光谱参数1.红外光谱红外光谱红外光谱是分子能选择性吸收某些波长的红外线，而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱。红外光谱（谱峰的频率和强度）与分子的结构之间，包括极性和立体效应等，存在着很好的对应关系。而且，谱图的测量与某些结构参数相比较，非常迅速、准确和精确。（二）、光谱参数1.红外光谱红外光谱在分子红外吸收光谱中，光致某些振动方式实际上只与特定键的振动相联系。这些振动方式称为特征振动。它们可以使键的伸缩振动，也可以是键的形变振动。特征振动的红外吸收频率或强度受分子官能团的影响。（二）、光谱参数1.红外光谱红外光谱 红外吸收峰的位置通常用波数作为单位（cm-1）,又称为频率，用v表示。红外吸收的强度通常用峰面积的积分表示，在整个吸收带求积分，用A表示：dvTclA100lg1 其中，其中，c是溶液的浓度，是溶液的浓度，l是光程（槽厚），是光程（槽厚），T是是透光率百分比。透光率百分比。（二）、光谱参数1.红外光谱红外光谱（二）、光谱参数1.红外光谱红外光谱（二）、光谱参数2.紫外光谱紫外光谱（二）、光谱参数2.紫外光谱紫外光谱同一浓度的待测溶液对不同波长的光有不同的吸光度；对于同一待测溶液，浓度愈大，吸光度也愈大；其特征与红外光谱一致，即：对于同一物质，不论浓度大小如何，最大吸收峰所对应的波长(最大吸收波长 max)相同，并且曲线的形状也完全相同。（二）、光谱参数2.紫外光谱紫外光谱