运用Gaussian 03W程序中的密度泛函B3LYP方法,在6-31+G(d)基组水平上对氨质子化团簇(NH3)nH+(n=1～8)的可能的几何构型进行了结构优化,得到了该系列团簇的稳定结构及其对应的总能量.结果表明,氨质子化团簇的稳定结构是质子与一个氨分子结合形成一个NH+4离子核,其它氨分子通过氢键作用形成氨链后与该离子核的四个氢以氢键结合形成的,它们之间的结合力均为中强氢键.另外,我们还利用能量的二阶差分理论对团簇的稳定性进行了研究,并计算了团簇的平均束缚能,发现随着团簇尺寸的增大,团簇的平均束缚能逐渐减小.

本文应用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G(d)和6-31++G(d)基组水平上对氨团簇氢键体系进行了研究,计算得到了氨团簇(NH3)n(n=2～8)的各种稳定构型及对应的能量和团簇束缚能.分析发现,在各类尺寸中以单环结构最为稳定,而相同尺寸的异构体之间团簇束缚能越大越稳定.最后利用二阶差分理论讨论了不同尺寸氨团簇中最稳定结构的生长规律,结果表明n=5,7时的结构最为稳定,具有明显的幻数特征,n=6,8时的团簇结构最不稳定,而在n=2～5之间,随着n的增大团簇的稳定性也在逐步增强.

利用飞行时间质谱仪在超声射流冷却条件下研究了CH₃I分子在355 nm激光作用下的多光子电离解离机制。得到了分子的飞行时间质谱，质谱中有较强的H⁺、CH(+，3)和I⁺信号，较弱的C⁺，CH⁺、CH(+，2)和母体离子CH₃I⁺信号，CH₃I⁺的出现表明CH₃I分子的多光子电离解离(MPID)属母体离子阶梯模式：CH₃I分子由双光子共振激发到里德堡C态，处于该激发态的母体分子继续吸收光子上泵浦至电离态形成母体离子CH₃I⁺，碎片离子可由母体离子解离形成。同时结合母体离子及碎片离子的出现势对CH₃I分子的多光子电离解离通道进行分析，提出了可能的解离电离通道。

利用飞行时间(TOF)质谱装置研究了甲胺分子在355 nm激光作用下的多光子电离情况,实验得到了清晰的质谱图,对其中的母体离子和主要产物离子(m/z=30,28)进行初步分析后,利用ab initio计算方法对各产物离子的产生过程和稳定构型进行了进一步的确认.特别是通过QST3方法找到了m/z=30到m/z=28的离子反应的过渡态构型,通过相应的IRC计算对此反应进行了很好的验证,从而进一步确定了m/z=28的离子就是CHNH+.

利用飞行时间质谱仪在超声射流冷却条件下探讨了532 nm激光作用下CH3I分子的多光子电离(MPI)解离过程和机制,得到了分子的飞行时间质谱,质谱中包含较强的I+、CH3+离子信号和较弱的CH3I+、CHn+(n≤2)、C+、H+离子信号.不同激光能量下的质谱信号在排布上相似,但在强度上有差别.在532 nm激光作用下CH3I分子的多光子电离包括两个过程:一是CH3I分子由双光子激发到A带解离,生成I原子和CH3基团,然后再吸收光子实现中性碎片电离;另一通道是CH3I分子由三光子共振激发到里德堡C态,处于激发态的母体分子继续吸收两个光子电离形成母体离子,碎片离子可由母体离子解离形成.

在密度泛函理论的基础上,利用B3LYP/6-31G(d)的方法计算得到了氨团簇(NH3)n(n=2～8)的最稳定构型,并对它们的红外振动光谱进行了理论计算和研究.结果表明氨团簇(NH3)n(n=2～8)的红外振动光谱按团簇分子的振动类型分主要分布在Ⅰ(0～1000 cn-1)、Ⅱ(1000～1500 cm-1)、Ⅲ(1500～3000 cm-1)和Ⅳ(3000～4000 cm-1)四个区域;除n=2外,最强峰都出现在Ⅳ区域,并且随着团簇尺寸的增大,最强峰的强度有所增加,位置也出现明显的红移.