量子核运动对氢键的影响
化学物理
2014-05-09 v3 材料科学
摘要
本工作考虑了氢键复合物 D-H....A 的性质如何被共享质子的量子运动所改变。使用一个简单的双绝热态模型哈密顿量，对给体（D）与受体（A）具有相同质子亲和力的对称情况进行了分析。为了进行定量比较，使用了针对 O-H....O 复合物的特定参数化。利用该模型一维基态绝热势的振动能级，与大量凝聚相数据进行了定量比较，这些数据跨越约 2.4-3.0 A 的给体-受体间距（R）范围，即从强键到弱键。讨论了质子的位置及其纵向振动频率，以及两者的同位素效应。利用双态模型的简单扩展对二次几何同位素效应进行了分析，使得预测的频率同位素效应随 R 变化与实验更吻合。还考虑了弯曲模式的作用：在某些 H 键强度范围内，其量子效应与伸缩模式的量子效应相竞争。尽管所用模型的参数化较为经济，但它为 H 锷的定义特征提供了关键见解，并半定量地捕捉了若干实验趋势。
引用
@article{arxiv.1401.3792,
title = {Effect of quantum nuclear motion on hydrogen bonding},
author = {Ross H. McKenzie and Christiaan Bekker and Bijyalaxmi Athokpam and Sai G. Ramesh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.3792},
year = {2014}
}
备注
12 pages, 8 figures. Notation clarified. Revised figure including the effect of bending vibrations on secondary geometric isotope effect. Final version, accepted for publication in Journal of Chemical Physics