丙氨酸晶体太赫兹振动光谱的实验和理论研究

王果 王卫宁

引用本文: 王果, 王卫宁. 丙氨酸晶体太赫兹振动光谱的实验和理论研究[J]. 物理化学学报, 2012, 28(07): 1579-1585. doi: 10.3866/PKU.WHXB201204201 shu
Citation:  WANG Guo, WANG Wei-Ning. Experimental and Theoretical Investigations on the Terahertz Vibrational Spectroscopy of Alanine Crystal[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(07): 1579-1585. doi: 10.3866/PKU.WHXB201204201 shu

丙氨酸晶体太赫兹振动光谱的实验和理论研究

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展规划项目(973) (2007CB310408)资助 (973) (2007CB310408)

摘要:

利用太赫兹时域光谱和低频拉曼光谱仪研究了丙氨酸晶体在0.2-2.6 THz 范围内的太赫兹吸收和拉曼散射光谱. 研究表明: 在该低频范围有四个振动模式, 其中两个只具有拉曼活性, 其余两个同时具有红外和拉曼活性. 基于B3LYP杂化密度泛函的自洽场晶体轨道法对丙氨酸周期性结构进行了理论研究和光谱计算. 通过比较实验和理论结果, 指认了实验光谱特征峰所属的不可约表示. 通过理论计算得到的图形, 得出在此低频范围的振动模式主要包含分子间氢键的扭转和摇摆运动.

English

    1. [1]

      (1) Chou, K. C. Biophys. J. 1980, 45, 881.

      (1) Chou, K. C. Biophys. J. 1980, 45, 881.

    2. [2]

      (2) Shen, Y. C.; Upadhya, P. C.; Linfield, E. H.; Davies, A. G. Vib. Spectro. 2004, 35, 111. doi: 10.1016/j.vibspec.2003.12.004(2) Shen, Y. C.; Upadhya, P. C.; Linfield, E. H.; Davies, A. G. Vib. Spectro. 2004, 35, 111. doi: 10.1016/j.vibspec.2003.12.004

    3. [3]

      (3) Yu, B.; Zeng, F.; Yang, Y.; Xing, Q.; Chechin, A.; Xin, X.;Zeylikovich, I.; Alfano, R. R. Biophys. J. 2004, 86, 1649. doi: 10.1016/S0006-3495(04)74233-2(3) Yu, B.; Zeng, F.; Yang, Y.; Xing, Q.; Chechin, A.; Xin, X.;Zeylikovich, I.; Alfano, R. R. Biophys. J. 2004, 86, 1649. doi: 10.1016/S0006-3495(04)74233-2

    4. [4]

      (4) Yamaguchi, M.; Miyamaru, F.; Yamamoto, K.; Tani, M.;Hangyo, M. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 053903. doi: 10.1063/1.1857080(4) Yamaguchi, M.; Miyamaru, F.; Yamamoto, K.; Tani, M.;Hangyo, M. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 053903. doi: 10.1063/1.1857080

    5. [5]

      (5) Korter, T. M.; Balu, R.; Campbell, M. B.; Beard, M. C.;Gregurick, S. K.; Heilweil, E. J. Chem. Phys. Lett. 2006, 418,65. doi: 10.1016/j.cplett.2005.10.097(5) Korter, T. M.; Balu, R.; Campbell, M. B.; Beard, M. C.;Gregurick, S. K.; Heilweil, E. J. Chem. Phys. Lett. 2006, 418,65. doi: 10.1016/j.cplett.2005.10.097

    6. [6]

      (6) Ueno, Y.; Rungsawang, R.; Tomita, I.; Ajito, K. Anal. Chem.2006, 78, 5424. doi: 10.1021/ac060520y(6) Ueno, Y.; Rungsawang, R.; Tomita, I.; Ajito, K. Anal. Chem.2006, 78, 5424. doi: 10.1021/ac060520y

    7. [7]

      (7) Nagai, N.; Katsurazawa, Y. Biopolymers 2006, 85, 207.(7) Nagai, N.; Katsurazawa, Y. Biopolymers 2006, 85, 207.

    8. [8]

      (8) Brandt, N. N.; Chikishev, A. Y.; Kar vsky, A. V.; Nazarov, M.M.; Parashchuk, O. D.; Sapozhnikov, D. A.; Smirnova, I. N.;Shkurinov, A. P.; Sumbatyan, N. V. Vib. Spectro. 2008, 47, 53.doi: 10.1016/j.vibspec.2008.01.014(8) Brandt, N. N.; Chikishev, A. Y.; Kar vsky, A. V.; Nazarov, M.M.; Parashchuk, O. D.; Sapozhnikov, D. A.; Smirnova, I. N.;Shkurinov, A. P.; Sumbatyan, N. V. Vib. Spectro. 2008, 47, 53.doi: 10.1016/j.vibspec.2008.01.014

    9. [9]

      (9) Yan, Z.; Hou, D.; Huang, P.; Cao, B.; Zhang, G.; Zhou, Z. Meas. Sci. Technol. 2008, 19, 015602. doi: 10.1088/0957-0233/19/1/015602(9) Yan, Z.; Hou, D.; Huang, P.; Cao, B.; Zhang, G.; Zhou, Z. Meas. Sci. Technol. 2008, 19, 015602. doi: 10.1088/0957-0233/19/1/015602

    10. [10]

      (10) Wang,W. N. Acta Phys. Sin. 2009, 58, 7640. [王卫宁. 物理学报, 2009, 58, 7640.](10) Wang,W. N. Acta Phys. Sin. 2009, 58, 7640. [王卫宁. 物理学报, 2009, 58, 7640.]

    11. [11]

      (11) Wang,W. N.; Li, H. Q.; Zhang, Y.; Zhang, C. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 2074. [王卫宁, 李洪起, 张岩,张存林. 物理化学学报, 2009, 25, 2074.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090931(11) Wang,W. N.; Li, H. Q.; Zhang, Y.; Zhang, C. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 2074. [王卫宁, 李洪起, 张岩,张存林. 物理化学学报, 2009, 25, 2074.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090931

    12. [12]

      (12) Gervasio, F. L.; Cardini, G.; Salvi, P. R.; Schettino, V. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 2131. doi: 10.1021/jp9724636(12) Gervasio, F. L.; Cardini, G.; Salvi, P. R.; Schettino, V. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 2131. doi: 10.1021/jp9724636

    13. [13]

      (13) Beard, M. C.; Turner, G. M.; Schmutteanmaer, C. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7146. doi: 10.1021/jp020579i(13) Beard, M. C.; Turner, G. M.; Schmutteanmaer, C. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7146. doi: 10.1021/jp020579i

    14. [14]

      (14) Strachan, C. J.; Rades, T.; Newnham, D. A.; rdon, K. C.;Pepper, M.; Taday, P. F. Chem. Phys. Lett. 2004, 390, 20. doi: 10.1016/j.cplett.2004.03.117(14) Strachan, C. J.; Rades, T.; Newnham, D. A.; rdon, K. C.;Pepper, M.; Taday, P. F. Chem. Phys. Lett. 2004, 390, 20. doi: 10.1016/j.cplett.2004.03.117

    15. [15]

      (15) Markelz, A. G.; Roitberg, A.; Heilweil, E. J. Chem. Phys. Lett.2000, 320, 42. doi: 10.1016/S0009-2614(00)00227-X(15) Markelz, A. G.; Roitberg, A.; Heilweil, E. J. Chem. Phys. Lett.2000, 320, 42. doi: 10.1016/S0009-2614(00)00227-X

    16. [16]

      (16) Walther, M.; Fischer, B.; Schall, M.; Helm, H.; Jepsen, P. U.Chem. Phys. Lett. 2000, 332, 389. doi: 10.1016/S0009-2614(00)01271-9(16) Walther, M.; Fischer, B.; Schall, M.; Helm, H.; Jepsen, P. U.Chem. Phys. Lett. 2000, 332, 389. doi: 10.1016/S0009-2614(00)01271-9

    17. [17]

      (17) Walther, M.; Plochocka, P.; Fischer, B.; Helm, H.; Jepsen, P. U.Biopolymers 2002, 67, 310. doi: 10.1002/bip.10106(17) Walther, M.; Plochocka, P.; Fischer, B.; Helm, H.; Jepsen, P. U.Biopolymers 2002, 67, 310. doi: 10.1002/bip.10106

    18. [18]

      (18) Taday, P. F.; Bradley, I. V.; Arnone, D. D. J. Biol. Phys. 2003, 29,109. doi: 10.1023/A:1024424205309(18) Taday, P. F.; Bradley, I. V.; Arnone, D. D. J. Biol. Phys. 2003, 29,109. doi: 10.1023/A:1024424205309

    19. [19]

      (19) Cherkasova, O. P.; Nazarov, M. M.; Shkurinov, A. P.; Fedorov,V. I. Radiophys. Quantum Electron. 2009, 52, 518. doi: 10.1007/s11141-009-9152-9(19) Cherkasova, O. P.; Nazarov, M. M.; Shkurinov, A. P.; Fedorov,V. I. Radiophys. Quantum Electron. 2009, 52, 518. doi: 10.1007/s11141-009-9152-9

    20. [20]

      (20) Ge, M.; Zhao, H.W.; Zhang, Z. Y.;Wang,W. F.; Yu, X. H.; Li,W. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2005, 21, 1063. [葛敏, 赵红卫, 张增艳, 王文锋, 余笑寒, 李文新. 物理化学学报, 2005,21, 1063.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20050924(20) Ge, M.; Zhao, H.W.; Zhang, Z. Y.;Wang,W. F.; Yu, X. H.; Li,W. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2005, 21, 1063. [葛敏, 赵红卫, 张增艳, 王文锋, 余笑寒, 李文新. 物理化学学报, 2005,21, 1063.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20050924

    21. [21]

      (21) Ji, T.; Zhao, H.W.; Zhang, Z. Y.; Ge, M.;Wang,W. F.; Yu, X.H.; Xu, H. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2006, 22, 1159. [吉特,赵红卫, 张增艳, 葛敏, 王文锋, 余笑寒, 徐洪杰. 物理化学学报, 2006, 22, 1159.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20060925(21) Ji, T.; Zhao, H.W.; Zhang, Z. Y.; Ge, M.;Wang,W. F.; Yu, X.H.; Xu, H. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2006, 22, 1159. [吉特,赵红卫, 张增艳, 葛敏, 王文锋, 余笑寒, 徐洪杰. 物理化学学报, 2006, 22, 1159.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20060925

    22. [22]

      (22) Zhao, R. J.; He, J. L.; Li, J.; Guo, C. S.; Du, Y.; Hong, Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 2743. [赵容娇, 何金龙, 李璟,郭昌盛, 杜勇, 洪治. 物理化学学报, 2011, 27, 2743.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112743(22) Zhao, R. J.; He, J. L.; Li, J.; Guo, C. S.; Du, Y.; Hong, Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 2743. [赵容娇, 何金龙, 李璟,郭昌盛, 杜勇, 洪治. 物理化学学报, 2011, 27, 2743.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112743

    23. [23]

      (23) Siegrist, K.; Bucher, C. R.; Mandelbaum, I.;Walker, A. R. H.;Balu, R.; Gregurick, S. K.; Plusquellic, D. F. J. Am. Chem. Soc.2006, 128, 5764. doi: 10.1021/ja058176u(23) Siegrist, K.; Bucher, C. R.; Mandelbaum, I.;Walker, A. R. H.;Balu, R.; Gregurick, S. K.; Plusquellic, D. F. J. Am. Chem. Soc.2006, 128, 5764. doi: 10.1021/ja058176u

    24. [24]

      (24) Allis, D. G.; Prokhorova, D. A.; Korter, T. M. J. Phys. Chem. A2006, 110, 1951. doi: 10.1021/jp0554285(24) Allis, D. G.; Prokhorova, D. A.; Korter, T. M. J. Phys. Chem. A2006, 110, 1951. doi: 10.1021/jp0554285

    25. [25]

      (25) Saito, S.; Inerbaev, T. M.; Mizuseki, H.; Igarashi, N.; Note, R.;Kawazoe, Y. Chem. Phys. Lett. 2006, 423, 439. doi: 10.1016/j.cplett.2006.04.012(25) Saito, S.; Inerbaev, T. M.; Mizuseki, H.; Igarashi, N.; Note, R.;Kawazoe, Y. Chem. Phys. Lett. 2006, 423, 439. doi: 10.1016/j.cplett.2006.04.012

    26. [26]

      (26) Saito, S.; Inerbaev, T. M.; Mizuseki, H.; Igarashi, N.; Note, R.;Kawazoe, Y. Chem. Phys. Lett. 2006, 432, 157. doi: 10.1016/j.cplett.2006.10.089(26) Saito, S.; Inerbaev, T. M.; Mizuseki, H.; Igarashi, N.; Note, R.;Kawazoe, Y. Chem. Phys. Lett. 2006, 432, 157. doi: 10.1016/j.cplett.2006.10.089

    27. [27]

      (27) Jepsen, P. U.; Clark, S. J. Chem. Phys. Lett. 2007, 442, 275. doi: 10.1016/j.cplett.2007.05.112(27) Jepsen, P. U.; Clark, S. J. Chem. Phys. Lett. 2007, 442, 275. doi: 10.1016/j.cplett.2007.05.112

    28. [28]

      (28) Hermet, P.; Bantignies, J. L.; Maurin, D.; Sauvajol, J. L. Chem. Phys. Lett. 2007, 445, 47. doi: 10.1016/j.cplett.2007.07.009(28) Hermet, P.; Bantignies, J. L.; Maurin, D.; Sauvajol, J. L. Chem. Phys. Lett. 2007, 445, 47. doi: 10.1016/j.cplett.2007.07.009

    29. [29]

      (29) Pascale, F.; Zicovich-Wilson, C. M.; Lopez, F.; Civalleri, B.;Orlando, R.; Dovesi, R. J. Comput. Chem. 2004, 25, 888. doi: 10.1002/jcc.20019(29) Pascale, F.; Zicovich-Wilson, C. M.; Lopez, F.; Civalleri, B.;Orlando, R.; Dovesi, R. J. Comput. Chem. 2004, 25, 888. doi: 10.1002/jcc.20019

    30. [30]

      (30) Zicovich-Wilson, C. M.; Pascale, F.; Roetti, C.; Saunders, V. R.;Orlando, R.; Dovesi, R. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1873. doi: 10.1002/jcc.20120(30) Zicovich-Wilson, C. M.; Pascale, F.; Roetti, C.; Saunders, V. R.;Orlando, R.; Dovesi, R. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1873. doi: 10.1002/jcc.20120

    31. [31]

      (31) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1063/1.464913(31) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1063/1.464913

    32. [32]

      (32) Lee, C.; Yang,W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785(32) Lee, C.; Yang,W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785

    33. [33]

      (33) Dovesi, R.; Saunders, V. R.; Roetti, C.; Orlando, R.; Zicovich-Wilson, C. M.; Pascale, F.; Civalleri, B.; Doll, K.; Harrison, N.M.; Bush, I. J.; D'Arco, P.; Llunell, M. CRYSTAL06 User's Manual; University of Torino: Italy, 2007.(33) Dovesi, R.; Saunders, V. R.; Roetti, C.; Orlando, R.; Zicovich-Wilson, C. M.; Pascale, F.; Civalleri, B.; Doll, K.; Harrison, N.M.; Bush, I. J.; D'Arco, P.; Llunell, M. CRYSTAL06 User's Manual; University of Torino: Italy, 2007.

    34. [34]

      (34) Foresman, J. B.; Frisch, A. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, 2nd ed.; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 1996.(34) Foresman, J. B.; Frisch, A. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, 2nd ed.; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 1996.

    35. [35]

      (35) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2004.(35) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2004.

    36. [36]

      (36) Lehmann, M. S.; Koetzle, T. F.; Hamilton,W. C. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 2657. doi: 10.1021/ja00763a016(36) Lehmann, M. S.; Koetzle, T. F.; Hamilton,W. C. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 2657. doi: 10.1021/ja00763a016

    37. [37]

      (37) Uglien , P.; Viterbo, D.; Chiari, G. Kristallogr Z 1993, 207,9. doi: 10.1524/zkri.1993.207.Part-1.9(37) Uglien , P.; Viterbo, D.; Chiari, G. Kristallogr Z 1993, 207,9. doi: 10.1524/zkri.1993.207.Part-1.9

    38. [38]

      (38) Uglien , P. MOLDRAW: A Program to Display andManipulate Molecular and Crystal Structures; Torino, 2006. http://www.moldraw.unito. it (accessed Dec. 31, 2011).

      (38) Uglien , P. MOLDRAW: A Program to Display andManipulate Molecular and Crystal Structures; Torino, 2006. http://www.moldraw.unito. it (accessed Dec. 31, 2011).

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  752
  • 文章访问数:  2988
  • HTML全文浏览量:  115
文章相关
  • 发布日期:  2012-06-07
  • 收稿日期:  2012-01-12
  • 网络出版日期:  2012-04-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章