分子光谱模拟

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分子聚集体的光谱模拟

分子聚集体的光谱模拟李凯;韩蛟;张厚玉;ABRAMAVICIUS Darius;张汉壮【摘要】采用Frenkel激子理论研究了一维线性和二维人字形分子聚集体的吸收和发射光谱.通过引入激子离域长度的概念,将聚集体与单分子的光谱线形函数联系起来.计算的光谱结果表明,聚集体的光谱与分子在聚集体中的排列紧密相关.分析了一维J聚集光谱发生红移以及二维人字形分子聚集体吸收光谱形成J和H激子谱带的内在原因.模拟得到的聚集体的吸收和发射光谱与实验结果一致.%The absorption and emission spectra of one-dimensional linear aggregates and two-dimensional herringbone aggregates were investigated via Frenkel exciton model. The introduction of the exciton delocalization length bridges a link between spectral lineshape fuctions of molecular aggregates and single molecule. The results show that the spectra of molecular aggregates are closely dependent on the molecular alignment. The red-shift absorption in linear J aggregates and splitting of J and H bands in herringbone aggregates are analyzed. The simulated absorption and emission spectra are in consistent with experimental results.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2011(032)012【总页数】5页(P2872-2876)【关键词】分子聚集体;吸收和发射光谱;Frenkel激子;激子离域长度【作者】李凯;韩蛟;张厚玉;ABRAMAVICIUS Darius;张汉壮【作者单位】吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室;物理学院,长春130012;吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室;吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室;吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室;物理学院,长春130012【正文语种】中文【中图分类】O641分子聚集体是由多个分子通过分子间的相互作用力聚集而形成的有序结构，无论对于J聚体还是H聚体，基于分子间的激发转移作用，单分子经光激发后所形成的激子不会局限在单个分子上，而会扩展到更多的分子中，形成聚集体整体光响应，从而表现出显著的单分子不具备的特有性质［1，2］.在染料分子材料体系和生物体系中，光合作用中心都存在各种形式的聚集体［3，4］.自Jelly［5］和Scheibe［6］发现分子聚集现象以来，分子聚集体的光谱研究一直是分子光谱学研究的热点［7～9］.深入理解聚集体光谱行为，如吸收带窄化及超辐射等现象，对于更好地开发和应用分子聚集体材料尤为重要［10，11］.由于分子间的相互作用具有显著的各向异性的特点，分子聚集体会在低维尺度(如一维或二维方向)上形成有效的激发.由于聚集体具有独特的尺度以及体系具有的复杂性，特别是考虑到环境因素，基于单分子光谱的理论方法往往不能明确阐述聚集体中的电子和能量转移的问题，因而发展适用于分子聚集体光谱研究的理论计算方法对于更好地理解和认识聚集体的光谱行为十分重要.对于分子聚集体光谱性质的研究，大多采用Frenkel激子态模型来进行计算分析［12］.Knoester等［13～15］研究了一维线性分子聚集体、环状分子聚集体以及管状结构的分子聚集体的光谱性质.Gulen等［16，17］采用LB膜技术制备了结构可调的二维平面分子聚集体，并计算分析了二维鱼骨架结构分子聚集的吸收光谱.Spano等［18～20］模拟计算了风车形结构的二维平面分子聚集体光谱特性.本文在单分子光谱计算方法的基础上(不考虑振动的影响)，应用Frenkel激子态理论模拟了低维的分子聚集体吸收和发射光谱.采用点偶极间的相互作用计算了分子间的相互作用，分子激发能的无序化效应和激子与声子的相互作用决定了光谱的谱带宽度.引入了激子离域长度的概念计算聚集体的光谱线形函数.通过对比分析了一维和二维分子聚集体光谱的产生原因，并与实验结果进行了比较.1.1 分子聚集体模型的建立采用Frenkel激子模型，由N个分子组成的分子聚集体的能量算符可表达如下［13，21，22］:假定聚集体中的每个分子都只有基态和激发态两个态，那么式(1)中 n〉表示只有第n个分子被激发，其它分子处于基态.εn为单分子的激发能，由于分子聚集体受环境(如溶剂分子)涨落的影响或分子激发能εn受分子振动的影响，εn的取值满足平均值为ε0、标准偏差为σ的高斯分布，其取值之间无关联.Jnm(Jnn=0)为分子间的激发转移相互作用能，可使激子离域化，假定Jnm值不随环境涨落的影响，可以通过计算分子跃迁偶极之间相互作用能来表示:对于J聚集，J＜0，而对于H聚集，J＞0.聚集体激子的能量Ev(v=1，…，N)和波函数ψvn可以通过式(1)的矩阵对角化得到.这里|ψv n|2是聚集体系处于激发态时第n个分子被激发的几率.根据本征矢量的局域化理论［23，24］，将激子离域长度定义为［13，16，25］:激子离域长度的物理含义为激子波函数所能扩展到的分子的数目，可给出参与单激子态形成的分子的数量，其大小受激发能无序化程度σ和分子间激发转移的作用能J的影响.两种极限的情况如下:ξv=1时，激子完全局域在单个分子上;ξv=N时，激子会离域在N个分子上.激子的离域长度会随着无序化程度的增加而减小，且会随着分子间的相互作用的增强而变大.1.2 吸收和发射光谱的计算方法假定分子聚集体中每一单个分子都与周围环境相关，但不同的分子间互不相干.由环境引起的分子跃迁偶极矩的涨落对于所有分子而言，在统计上是相同的.分子聚集体的吸收光谱可通过分子跃迁偶极矩的关联函数表示如下:参照文献［16］方法计算参数，利用式(5)和(9)对一维线性分子聚集体和二维人字形分子聚集体的吸收和发射光谱进行了模拟.分子聚集体的分子数为N=100，作5000次统计平均.2.1 一维线性分子吸收和发射光谱的计算以一维线性分子聚集体为模型，其结构如图1所示.计算参数如下，r=1.0 nm，θ=30°，μ=26.68× 10－30C·m，ε0=19500 cm－1，σ=200 cm－1，λ=900 cm－1，Λ=200 cm－1，利用式(2)计算得到的分子点偶极之间相互作用能J=－403 cm－1.计算模拟得到的一维线性分子聚集体的吸收和发射光谱如图2所示.由于单分子的吸收峰应出现在19500 cm－1附近，而聚集体的吸收峰出现在18548 cm－1，可见吸收峰位产生了明显的红移，是典型的J聚集的特征.发射光谱的峰值出现在18366 cm－1处，且位于吸收峰的左侧，产生了182 cm－1的移动，此位移为吸收与发射光谱之间由于吸收能量后弛豫产生的斯托克斯位移.模拟结果与实验上以染料分子为例的J聚集在长波长位置出现新的吸收峰相吻合.2.2 二维人字形分子吸收和发射光谱的计算二维人字形分子聚集体的模型由两条相互作用的一维线性聚集体构成(图3).其中计算一维聚集体的参数保持不变.2条链间距离R=0.6 nm，2条链间的分子间跃迁偶极相互作用只考虑最邻近的相互作用，主要有2种，J2=1867 cm－1及J3=－195 cm－1.计算得到的二维聚集体的吸收和荧光光谱如图4所示.可见，吸收谱有2个峰，对应单分子吸收峰位19500 cm－1，能量相对蓝移为H谱带，峰位20021 cm－1，能量相对红移为J谱带，峰位17065 cm－1，这是由二维分子聚集体内同时存在H聚集和J聚集相互作用所引起的.为分析产生光谱劈裂的原因，根据式(6)计算了聚集体本征能值范围内的振子强度，结果如图5所示.对应于振子强度不为零的本征态主要分布在低能量的16933～17740 cm－1和高能量的19925～20808 cm－1的2个区域内，可将其分别归属为J谱带和H谱带的振动.振子强度大，说明从基态跃迁到该能级的概率也大，吸收谱线峰值会出现在振子强度大且密集的能级区域.图5中振子强度不为零的2个区域的2个最大值分别对应16993 cm－1和19925 cm－12个能级，这2个能级与吸收谱线的J峰和H峰值并非严格对应，这是因为吸收过程不仅与能级的振子强度有关，而且还与态密度有关.二维聚集体的发射光谱如图4所示，峰值位于16928 cm－1，相对于吸收谱线的J谱带，峰位有137 cm－1的红移.发射光谱只有一个单峰，这与实验结果相吻合.吸收谱线上有2个明显的吸收带，即J谱带和H谱带.针对发射光谱只有一个峰的问题，可以从聚集体吸收和发射过程(图6)加以说明.对于同时存在J聚集和H聚集作用的聚集体，其激发态的J能带和H能带都是跃迁允许的，受激吸收时，粒子从基态分别集中跃迁到这2个能带上，且跃迁粒子数与该能带的振子强度成正比.跃迁到激发态上的粒子经过弛豫过程，再经无辐射和辐射跃迁使体系达到稳定的平衡态，并伴随辐射跃迁发射荧光.由于无辐射跃迁和辐射跃迁之间存在竞争关系，处在H能带上的粒子在发生辐射跃迁之前，更容易先经过无辐射跃迁迅速迁移到J 能级上，再在J能级上发生辐射跃迁回到基态.由于辐射跃迁集中发生在J能带，所以荧光光谱上只在J能带位置产生一个峰值，H能带区域几乎无荧光产生.2.3 分子聚集体光谱的影响因素将计算得到的一维线性聚集体和二维人字形聚集体的光谱进行对比可见，聚集体的光谱性质受分子聚集形态(分子的排列方式)的影响，其行为体现了分子间相互作用的多样性.如在一维聚集体中，分子间的距离和分子倾角会影响分子间相互作用的大小和作用的本质(J值的正负).正由于多样的分子聚集态结构，聚集体的光谱行为才各有不同.如实验发现的三维分子聚集体(如分子晶体)的光谱与晶体的晶态结构有关，不同的晶型可能导致发光颜色不同［27］.对于J聚集，分子间相互作用越大，越有利于激子离域长度的增加，从而使聚集体光谱出现更明显的窄化现象.而分子的无序化(如激发能的标准偏差比较大)，会使激子更加局域化，体现在聚集体光谱的展宽效应上，这是由聚集体的线形函数与激子的离域长度的关系所决定的.通过对比，模拟计算了一维线性和二维人字形聚集体模型的吸收和发射光谱，分析了相对于单分子而言，聚集体产生光谱变化的主要原因.J聚集和H聚集的共同作用使二维模型在受激吸收时，在J能带和H能带上产生一定比例的粒子分布，这是造成其吸收谱线出现分裂从而产生J峰和H峰的主要原因.H能带到J能带的无辐射跃迁使二维模型荧光光谱只出现一个峰值，并且处在J能带区域.计算所用方法易于应用到实际的三维分子聚集体的光谱计算中，为实验观测的光谱行为提供了理论依据.【相关文献】［1］Kobayashi T..J-Aggregates［M］，Singapore:World 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分子动力学模拟红外光谱

分子动力学模拟可以用来模拟红外光谱，这主要涉及到对分子振动模式的模拟。

以下是一些具体的方法和步骤：
选择合适的模型：在模拟过程中，首先需要选择一个合适的模型来描述分子间的相互作用。

这通常涉及到对分子间力场的确定，以及确定分子间的相互作用参数。

设置模拟参数：在模拟过程中，需要设置适当的参数，包括温度、压力、时间步长等。

这些参数的选择将影响到模拟结果的准确性和可靠性。

进行模拟：在设置好参数后，就可以开始进行模拟了。

分子动力学模拟可以通过各种软件包来进行，如LAMMPS、NAMD等。

这些软件包可以通过模拟分子的运动轨迹来模拟分子的振动模式。

分析模拟结果：在模拟结束后，需要对结果进行分析。

可以通过计算分子的振动频率、振动模式等来分析分子的红外光谱。

这些结果可以与实验结果进行比较，以验证模型的准确性和可靠性。

总的来说，分子动力学模拟可以用来模拟红外光谱，这有助于深入了解分子的结构和性质，从而为实验研究提供理论支持。

但需要注意的是，由于分子动力学模拟的计算量较大，因此需要进行合理的参数选择和优化，以提高模拟的效率和准确性。

分子模拟中的拉曼光谱模拟

分子模拟中的拉曼光谱模拟引言分子模拟是通过建立分子的精细计算机模型来研究分子结构、动态、能量等性质的一种方法。

而拉曼光谱是研究分子振动状态的非常重要的实验手段。

因此，利用计算机模拟来模拟拉曼光谱的技术逐渐成为了分子模拟领域的一个重要研究课题。

分子振动和拉曼光谱分子振动是分子内原子相对于核心位置所做的振动。

这些振动分为三种类型：拉伸、屈曲和扭曲振动。

这些振动的性质可以通过拉曼光谱来研究。

拉曼光谱是通过照射样品后收集散射光来得到的，这种散射光与入射光的频率相差数千兆赫。

这种频率差异称为拉曼位移，并可以作为识别分子结构和确定化学环境的重要参数。

例如，两个相同化学成分但不同构化的分子会有不同的拉曼光谱，因为它们的振动能量是不同的。

拉曼光谱模拟方法计算机模拟最初被用于研究分子物理和化学性质。

随着计算机技术的发展和算法的提高，人们开始尝试将计算机模拟和拉曼光谱相结合，从而模拟分子的振动状态和拉曼光谱。

目前，有两种主要的方法用于模拟拉曼光谱：量子力学计算和分子动力学计算。

量子力学计算采用基于量子力学的方法来计算分子的振动状态和拉曼光谱。

分子动力学方法则是通过模拟分子的运动来计算振动和拉曼光谱。

分子动力学方法的优势在于能够考虑分子及其周围环境的宏观行为，从而更准确地描述分子系统的振动状态和拉曼光谱。

分子动力学方法一般基于牛顿动力学方程，使用分子的力场和初始条件来模拟分子的振动。

在计算过程中，分子的位置和速度被迭代地计算，直到达到平衡态，振动和拉曼光谱得到计算和分析。

在分子动力学方法中使用的力场通常包括分子的势能函数和力常数。

势能函数描述了分子内部的化学键、角、二面角等本质特征以及它们之间的作用。

力常数描述了物理作用力，例如库仑力、范德华力和键的刚度等。

最后，通过将模拟结果与实验结果进行比较，可以调整模型参数并优化模型，从而更准确地模拟分子振动状态和拉曼光谱。

结论分子模拟中的拉曼光谱模拟是一种重要的研究课题。

通过模拟分子的振动状态和拉曼光谱，可以更准确地研究分子结构和化学环境的性质。

光谱法结合分子模拟法分析毛蕊花糖苷与血清白蛋白的分子作用机制

态的变迁为 “ 二态 ”模型。热力学参数表明ＶＥＲ与ＢＳＡ的相互作用是以氢键和范德华力为主的分子间作用。荧光偏振定量证明ＢＳＡ与ＶＥＲ相互作用中生成了非共价复合物。结论
用机制提供一定参考。关键词：毛蕊花糖苷；牛血清白蛋白；光谱实验；分子模拟；结合反应
ＧＵＯＭｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｉａｏ— ｍｅｎｇ，ＺＨＡＮＭｉｎ－ｚｈｏｎｇ，ＦＡＮＷｅｎ－ｘｉａｎｇ
ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＺｈｅｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ＆ＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉｎ ’ ａｎ３１１３００，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：０ｂｊｅｅｔｉｖｅＴｏｓｕｄｔｙｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｂｉｎｄｉｎｇｒｅａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｖｅｒｂａｓｃｏｓｉｄｅ（ＶＥＲ）ａｎｄｂｏｖｉｎｅｓｅｒｕｍ
ａｌｂｕｍｉｎ（ＢＳＡ）．ＭｅｔｈｏｄｓＵｎｄｅｒｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆｄｒｕｇｂｉｎｄｉｎｇｗｉｔｈｐｒｏｔｅｉｎｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ

分子光谱实训报告

二、零点性的稳定性检查
• 1、开盖调节0%，计时3min，观察零点漂移，在400~470nm处调节波长，若读书最后一位超过1，则不合格。(对于721型，则在T为5%时，观察指针，左偏一格或右偏一格范围内均合格。）
三、光电流稳定性的检查
• 设定波长为370nm，790nm：光度方式选择T%（透过率） 1、gotoλ键入370nm，等待5分钟后按下zero键，三分钟观察T值漂移变化。 2、步骤同上不过把波长改为790nm。
• • • • • • • 1、波长准确度的检查 2、零点稳定性的检查 3、光电流稳定性的检查 4、吸光度的准确度检查 5、杂散光合格性的检查 6、比色皿配套性的检查 7、皿差的测量
一、波长准确度的检查
（1）粗检：将滤纸放入光源处，在400～780nm范围内每隔10个nm调节一次波长，观察滤纸上斑点颜色变化，与书P53的图2-1相对比，判断是否合格。（2）细检在500～540nm范围内，每隔2个nm测一个吸光度，记录数据后，选取所测最大吸光度对应的波长，根据以下式子判断： 529—λ（最大A所对应的）≤3nm在此范围内，即合格。
分子光谱实训报告
——班第——组组员：——
任务一：722型分光光度计的验收
一、【仪器概况】 1、仪器名称：722S型分光光度计 2、编号：07621 3、厂家：上海菁华源
2、单色器 3、样品吸收池 4、检测器 5、显示器
三、【实验项目】
五、杂散光合格性的检查
• 1、配置5%的亚硝酸钠溶液：称取亚硝酸钠5g，溶于100ml 水中。 • 2、参照实训书P11表4，在波长为380nm处，测T。 • 3、若T＜1%，则合格，反之则不合格。
六、比色皿配套性的检查

分子模拟实验报告分子光谱模拟

分子模拟实验报告分子光谱模拟分子光谱模拟实验报告摘要：本实验采用分子模拟的方法，通过计算机模拟的手段，研究了分子光谱。

通过构建分子模型、选择适当的计算方法和参数，得到了分子的能级结构和光谱。

实验结果表明，分子模拟可以较好地模拟分子的能级和光谱。

这种方法可以为分子光谱的研究提供一种新的途径。

1.引言分子光谱是研究分子内部能级和分子结构的重要手段。

传统的实验方法繁琐且成本较高，分子模拟则是一种新的研究手段，可以通过计算机模拟的方法得到分子的能级结构和光谱。

本实验旨在通过分子模拟的方法，研究分子的光谱现象，并探讨模拟方法的准确性和适用性。

2.实验方法2.1分子模型的构建2.2计算方法和参数的选择选择适当的计算方法和参数对于分子模拟的准确性和有效性具有重要意义。

本次实验采用量子力学方法进行计算，选择了Hartree-Fock方法作为计算方法，并设置了合适的收敛阈值和基组。

2.3能级结构的计算通过计算机程序，对构建的分子模型进行能级结构的计算。

通过求解Schrödinger方程，可以得到分子的不同能级及其能量。

2.4光谱的模拟在能级结构的基础上，模拟分子的光谱现象。

根据波长、频率和吸收强度的关系，得到分子的吸收光谱图和发射光谱图。

3.实验结果与分析3.1能级结构的计算结果通过计算机程序，得到了水分子的能级结构。

结果显示，水分子的基态电子能级为X^1A1，第一激发态能级为A^1B1、各能级的能量差异较小，符合分子光谱的特点。

3.2光谱的模拟结果根据能级结构，模拟了水分子的吸收光谱和发射光谱。

吸收光谱图显示，在不同波长范围内，水分子的吸收强度存在明显的吸收峰，这与实验观测结果一致。

发射光谱图显示，水分子在受激条件下会发出特定波长的光，这也符合实验观测结果。

4.结论通过分子模拟实验，我们成功地模拟了水分子的能级结构和光谱现象。

实验结果表明，分子模拟可以较好地模拟分子的能级和光谱，为分子光谱的研究提供了一种新的途径。

三角函数在物理化学中的应用光谱分析和分子模拟

三角函数在物理化学中的应用光谱分析和分子模拟三角函数在物理化学中的应用：光谱分析和分子模拟在物理化学领域，三角函数是一种非常重要的数学工具，广泛应用于光谱分析和分子模拟等方面。

本文将就这两个应用领域进行介绍和讨论。

一、光谱分析中的三角函数应用光谱分析是一种通过测量和分析物质与电磁辐射相互作用的方法。

光谱分析可以用于确定物质的组成、结构以及其它相关物理化学性质。

在光谱分析中，三角函数经常用于描述和分析光谱的特征。

1. 波长、频率和能量之间的关系在光谱分析中，波长、频率和能量是三个基本的物理量。

它们之间的关系由下式给出：速度 = 频率 ×波长能量 = Planck 常数 ×频率这些关系可以用三角函数来表示和计算，帮助科学家分析光谱数据，推断物质的性质和结构。

2. 傅里叶变换傅里叶变换是一种通过将信号或波形分解成不同频率的正弦和余弦函数的方法。

在光谱分析中，傅里叶变换常常用于将光谱信号从时域转换到频域，以便更好地分析和解释光谱数据。

傅里叶变换的核心就是三角函数的展开。

二、分子模拟中的三角函数应用分子模拟是一种基于物理力学定律和统计学原理，通过数值计算来模拟和研究分子的结构、动力学行为以及它们与其他物质的相互作用。

1. 结构优化分子模拟中的结构优化是指通过计算和最小化分子系统的能量，寻找合理的分子构型。

在结构优化中，三角函数可以用于描述原子之间的键长、键角等几何参数，帮助分子模拟研究者确定最稳定的分子结构。

2. 分子动力学模拟分子动力学模拟是一种通过计算分子系统中原子的运动轨迹，研究其动力学行为和相关物理化学性质的方法。

在分子动力学模拟中，三角函数经常用于描述原子之间的相互作用势能和力，以及原子的位移和速度等参数。

三、总结三角函数在物理化学中的应用，尤其是光谱分析和分子模拟领域，起着至关重要的作用。

三角函数作为数学工具，可以帮助科学家分析和解释光谱数据，推断物质的性质和结构；在分子模拟中，三角函数用于描述原子之间的相互作用和运动规律，帮助研究者模拟和研究分子系统的结构和行为。

光谱法结合分子模拟表征脱氧土大黄苷与血清白蛋白的分子作用机制

光谱法结合分子模拟表征脱氧土大黄苷与血清白蛋白的分子作用机制目的：研究中药活性成分脱氧土大黄苷（desoxyrhaponticin，DES）与人血清白蛋白（human serum albumin，HSA）的分子作用机制。

方法：模拟生理条件下，计算机模拟技术结合荧光光谱法和紫外光谱研究药物与蛋白质的结合机制。

结果：分子模拟建立DES与HSA的结合模型，表明维持药物与蛋白质的相互作用力主要是疏水作用力，兼有氢键作用。

光谱实验表明DES与HSA的相互作用表现为动态结合过程，结合强度较强，DES与HSA分子的结合距离r值较小，说明发生了能量转移现象。

DES对HSA的结构域微区构象产生影响，使结合位域的疏水性发生改变。

荧光相图技术解析出DES与HSA反应构象型态的变迁为“二态”模型。

HSA与DES互作的热力学参数表明DES与HSA之间是以疏水作用为主的分子间作用。

荧光偏振定量证明了HSA与DES相互作用过程中生成了非共价复合物。

结论：光谱实验与计算机模拟结果一致，可为研究DES与HSA 相互作用本质提供一定参考。

标签：脱氧土大黄苷；人血清白蛋白；光谱实验；分子模拟血清白蛋白具有贮运内源代谢产物和外源药物分子等重要生理功能[1]。

血清白蛋白相对分子质量较小，溶解性较大、稳定性较好、与配体具有较好的亲和性，易于分离、提纯且其三级结构已知，是理想的模型蛋白质分子。

人血清白蛋白（human serum albumin，HSA）[2]为585个氨基酸残基组成的单肽链蛋白质，其氨基酸全序列含有35个半胱氨酸残基，形成17对二硫键和一个自由的半胱氨酸残基，二硫键中有8对组成交叉二硫键，只有接近N端的是单个二硫键。

HSA 含有18个酪氨酸残基，在214位上含有一个色氨酸残基，N端为天冬氨酸残基，C端为亮氨酸残基。

分析生理条件下药物与HSA的相互作用可以获得药物的药效学信息，深入阐明药物输送机制，也有助于为药物分析提供理论参考，此是具有意义的工作。

光谱分析模拟试题及答案

光谱分析模拟试题及答案一、选择题1. 光谱分析中，下列哪一项不是光谱分析的特点？A. 灵敏度高B. 选择性好C. 操作复杂D. 应用范围广答案：C2. 光谱分析中使用的仪器通常包括哪些部分？A. 光源B. 单色器C. 检测器D. 所有选项答案：D3. 在原子吸收光谱分析中，通常使用的光源是：A. 连续光源B. 空心阴极灯C. 钨灯D. 氘灯答案：B二、填空题4. 光谱分析中，_________是指物质分子或原子吸收特定波长的光，产生能量跃迁的现象。

答案：吸收光谱5. 光谱分析仪器中的_________是用来测量样品对特定波长光的吸收程度的设备。

答案：检测器三、简答题6. 简述光谱分析的基本原理。

答案：光谱分析的基本原理是物质分子或原子在受到特定波长的光照射时，会吸收与其能级差相对应的光能，从而发生能量跃迁。

通过测量这些吸收的光的波长和强度，可以确定物质的成分和浓度。

7. 光谱分析有哪些主要类型？答案：光谱分析的主要类型包括原子吸收光谱分析、原子发射光谱分析、分子吸收光谱分析、分子发射光谱分析等。

四、计算题8. 假设在原子吸收光谱分析中，某元素的浓度与吸光度之间的关系可以用比尔-朗伯定律表示为 A = k * c，其中 A 是吸光度，c 是浓度，k 是比例常数。

如果已知 A1 = 0.5，c1 = 10 ppm，求 A2 和 c2 的值，当 k 保持不变。

答案：首先计算比例常数 k = A1 / c1 = 0.5 / 10 = 0.05。

然后，如果 A2 = 1.0，根据比尔-朗伯定律，c2 = A2 / k = 1.0 / 0.05 =20 ppm。

五、论述题9. 论述光谱分析在环境监测中的应用及其重要性。

答案：光谱分析在环境监测中具有广泛的应用，包括大气污染物的监测、水质分析、土壤成分的测定等。

其重要性体现在能够提供快速、准确、无损的检测方法，有助于及时发现和评估环境污染情况，为环境保护和治理提供科学依据。

基于动力学模拟的光谱分析

基于动力学模拟的光谱分析随着科技的进步，光谱分析在化学、物理、生物等多个领域得到了广泛的应用。

其中，基于动力学模拟的光谱分析方法是一种比较新颖且有潜力的研究手段。

本文将介绍基于动力学模拟的光谱分析方法的基本原理、应用领域以及未来发展方向。

一、基本原理基于动力学模拟的光谱分析方法是一种基于分子动力学模拟的理论方法。

其核心就是通过计算分子的轨迹和能量来模拟分子的光谱响应。

目前，常用的分子动力学模拟方法包括经典分子动力学、量子力学分子动力学和混合量子力学与经典力学的分子动力学等。

基于动力学模拟的光谱分析方法可以在不需要实验数据的情况下，对分子的光谱响应进行计算和预测。

这种方法可以提供高质量的光谱信息，在化学物理、有机物化学、生物化学等多个领域中得到应用。

二、应用领域在化学领域，基于动力学模拟的光谱分析方法可以用于研究分子间相互作用、反应动力学、分子构象等问题。

常见的应用包括红外光谱、紫外光谱、核磁共振光谱等方法。

这些方法都可以通过基于动力学模拟的光谱分析方法进行计算和预测。

在有机物化学领域，基于动力学模拟的光谱分析方法可以用于研究有机分子的电子结构、构象变化、反应机理等问题。

这些问题可以通过紫外光谱、红外光谱、核磁共振光谱等方法进行研究。

在生物化学领域，基于动力学模拟的光谱分析方法可以用于研究生物大分子的结构、构象变化、反应动力学等问题。

这些问题可以通过核磁共振光谱、荧光光谱等方法进行研究。

三、未来发展方向基于动力学模拟的光谱分析方法已经在科学研究中得到了广泛应用，但是仍然存在一些问题需要解决。

其中，最大的问题是计算效率和准确性。

即使在现代计算机速度飞快的情况下，大多数基于动力学模拟的光谱分析方法仍然需要数小时或者数天的时间才能完成计算。

因此，如何提高计算效率是现代科研工作者所关注的重要话题。

此外，还需要针对不同领域的需要，发展更加高效、准确和适用的基于动力学模拟的光谱分析方法。

这需要科研工作者尽可能了解领域问题，才能更好地发掘和利用这种方法的潜力。

分子光谱实验报告

分子光谱实验报告分子光谱实验报告引言：分子光谱实验是一种重要的实验方法，它通过研究分子在不同波长的光照射下的吸收、发射或散射现象，来揭示分子的结构和性质。

本次实验旨在通过红外光谱和紫外-可见光谱两种光谱方法，对不同分子进行分析与探究。

实验一：红外光谱分析红外光谱分析是一种研究分子结构的重要手段。

在该实验中，我们选取了苯酚、乙醇和甲醇作为实验样品，利用红外光谱仪测量它们在不同波长下的吸收情况。

结果显示，苯酚在红外光谱中出现了两个宽而强烈的吸收峰，分别位于3400cm-1和1600 cm-1附近。

这表明苯酚分子中存在有羟基（-OH）和芳香环基团。

乙醇的红外光谱中也出现了一个宽而强烈的吸收峰，位于3400 cm-1附近，这表明乙醇分子中存在有羟基（-OH）。

而甲醇的红外光谱中则只出现了一个宽而强烈的吸收峰，位于3400 cm-1附近，这表明甲醇分子中也存在有羟基（-OH）。

通过对红外光谱的分析，我们可以确定分子中存在的官能团，进而推测分子的结构和性质。

实验二：紫外-可见光谱分析紫外-可见光谱分析是一种研究分子电子结构和电子能级的方法。

在该实验中，我们选取了苯酚、乙醇和甲醇作为实验样品，利用紫外-可见光谱仪测量它们在不同波长下的吸收情况。

结果显示，苯酚在紫外-可见光谱中出现了一个吸收峰，位于270 nm附近。

乙醇的紫外-可见光谱中也出现了一个吸收峰，位于210 nm附近。

而甲醇的紫外-可见光谱中则出现了两个吸收峰，分别位于190 nm和270 nm附近。

通过对紫外-可见光谱的分析，我们可以了解分子中的电子能级分布情况，进而推测分子的电子结构和性质。

实验三：红外光谱和紫外-可见光谱的对比分析在实验一和实验二的基础上，我们对苯酚、乙醇和甲醇的红外光谱和紫外-可见光谱进行了对比分析。

结果显示，苯酚在红外光谱和紫外-可见光谱中的吸收峰位置并无明显的对应关系。

这说明红外光谱和紫外-可见光谱能够从不同角度揭示分子的性质和结构。

分子光谱的定义

分子光谱的定义嘿，朋友们！今天咱来聊聊分子光谱这玩意儿。

你说分子光谱像不像分子的独特“身份证”呀！咱平常生活里，每个人都有自己独特的特征来让别人认出咱，分子也一样啊！分子光谱就是分子展现自己独特魅力的一种方式。

想象一下，分子就像一个个小精灵，它们在自己的小世界里蹦跶着。

而分子光谱呢，就是这些小精灵独特的标识。

不同的分子，它们的光谱可不一样哦，就像每个人的指纹都不同一样。

比如说，氧气有它自己的光谱特征，二氧化碳也有它独一份的。

通过研究这些光谱，科学家们就能知道到底是哪种分子在“调皮”啦！这可太神奇了，不是吗？这分子光谱啊，还像是一个神秘的密码本。

科学家们通过解读这个密码本，就能了解分子的各种秘密。

它们的结构啦、性质啦，都能从光谱里找到答案。

就好比你要了解一个人，你得从他的言行举止等各方面去观察，分子光谱就是科学家观察分子的重要途径呢！而且，这可不仅仅是在实验室里有用哦。

在我们的日常生活中，分子光谱也在悄悄发挥着作用呢。

比如说在医学上，医生们可以通过分析某些分子的光谱来诊断疾病。

哇，是不是很厉害？这就好像有一双神奇的眼睛，能透过表面看到分子层面的问题。

还有在环境监测方面，通过检测空气中分子的光谱，就能知道有没有污染物质存在。

这就像是一个警惕的小卫士，时刻保卫着我们的环境安全。

你看，分子光谱虽然看不见摸不着，但却有着这么大的作用。

它就像一个默默奉献的幕后英雄，为我们的生活带来了很多便利和保障。

所以啊，可别小瞧了这分子光谱。

它虽然神秘，但却无比重要。

它让我们对这个世界的认识更加深入，更加全面。

让我们一起为分子光谱点个赞吧！它真的是太了不起啦！原创不易，请尊重原创，谢谢!。

franck-condon重叠积分计算方法研究及其光谱模拟

franck-condon重叠积分计算方法研究及
其光谱模拟
弗兰克康顿重叠积分（Franck-Condon Overlap Integral）是生
物物理个中一个核心概念，用来研究电子激发状态态跃迁，主要应用
在求解分子光谱。

弗兰克-康顿重叠积分又称康顿重叠积分，它是由几
何张量与分子轨道动能和重叠，将真空能级中原子的状态作为函数的
参考状态，以计算从原始能级中激发态的转移率。

弗兰克-康顿重叠积分可以用来计算从原子到分子状态的吸收和发
射光谱。

首先，计算分子的几种能级的结构，即计算每个能级的原子
轨道和电子激发能。

然后，通过弗兰克-康顿重叠积分计算每个转变的
光谱强度。

该模型中，重叠积分乘以电子激发能，以判断每种转变的
光谱强度，最后，将每种转变的光谱强度加总，与实验观测结果和紫
外可见光谱拟合，便可以得出分子跃迁率大小最佳解。

在光谱模拟中，弗兰克-康顿重叠积分一般用来拟合紫外-可见谱，它可以显示分子跃迁的谱线，帮助我们理解分子的结构和由原子到分
子的光谱跃迁状态。

例如，在生物分子中，由于自旋-空间耦合，因而可以观察到连续谱线，通过弗兰克-康顿重叠积分，可以分析和确定这些二次元谱线。

最后，弗兰克-康顿重叠积分是一种重要的理论模型，可以用来研究分子的结构和光谱跃迁状态，并用简单的方法分析紫外-可见谱。

在实践中，他们可以模拟我们观测到的光谱强度，从而获得更好的研究成果。

分子模拟实验分子光谱模拟解读

分子模拟实验分子光谱模拟实验内容介绍：分子光谱是化学研究的重要组成之一，它是联系物质的微观结构和宏观性质的桥梁，各种光谱技术已经成了表征化合物结构的必要手段。

原则上讲，实验室观察到的光谱是大量分子在特定环境和特定激发条件下的统计表现，无法或很难从理论的角度去模拟实验光谱。

但是任何一种光谱都有其深刻的理论原理，比如紫外光谱是与电子激发态密切关联的，激发态的性质、能级、跃迁强度等都可以反映为光谱。

虽然量子化学无法计算得到实际的光谱，但可以模拟更本质的东西，也可以与实验光谱的某些特征（比如谱峰位置）相比较，同时有助于实验光谱峰的确认。

本实验就最常见的几种分子光谱作详细的介绍，通过分子模拟计算来说明量子化学是如何模拟光谱的。

主要的实验内容包括紫外可见光谱、拉曼光谱和核磁共振（NMR）谱。

实验要求：1、掌握各种常见光谱图的量子化学计算方法；2、掌握分析光谱的技巧；3、了解理论光谱图的价值和意义；4、学会将理论知识结合实验谱图作出分析比较。

实验一：紫外可见光谱的模拟紫外可见光谱是分子中电子被激发到高激发态时，在不同电子能级之间跃迁所形成的吸收（从低能级到高能级）或荧光（从高能级到低能级）光谱。

用GAMESS 程序的多参考态自洽场（MCSCF）中的单组态相互作用方法（CIS）。

通过CIS 方法计算电子激发态，估算紫外可见光谱中吸收峰的位置。

计算HCOOH分子五个垂直激发的单重态和三重态，2个绝热激发的单重态和3个三重态，从而确定垂直激发和绝热激发的波长。

采用的优化方法和基组为HF/6-31G（d），得到的数据为下表所示。

1、垂直激发表一：5个垂直激发的单重态能量数据表二：5个垂直激发的三重态能量数据转化为激发波长，采用的公式为1nm=(107/∆E）cm-1，∆E为CM-1一栏的能量，结果如下表：2、绝热激发转化为激发波长，采用的公式为1nm={107（/∆E×349.755）}cm-1，∆E为单位为KCAL.MOL-1的能量，结果如下表：小结：1、垂直激发中激发态构型与基本构型相同；2、绝热激发态中构型发生比较明显的改变；3、可见垂直激发态中，三重态的波长总体大于单重态，因此垂直激发时，单重态的能量要高于三重态，因此单重态中两个单电子的自旋方向相反，而三重态中的两个单电子自旋相同；4、绝热激发态的波长总体上大于垂直激发的波长，其单重态的波长小于三重态；5、两种激发类型共同存在的趋势：激发态的数目越大，波长越小；通常意义上的光谱对应于垂直激发。

分子模拟实验分子光谱模拟

原则上讲，实验室观察到的光谱是大量分子在特定环境和特定激发条件下的统计表现，无法或很难从理论的角度去模拟实验光谱。

但是任何一种光谱都有其深刻的理论原理，比如紫外光谱是与电子激发态密切关联的，激发态的性质、能级、跃迁强度等都可以反映为光谱。

本实验就最常见的几种分子光谱作详细的介绍，通过分子模拟计算来说明量子化学是如何模拟光谱的。

主要的实验内容包括紫外可见光谱、拉曼光谱和核磁共振（NMR）谱。

用GAMESS程序的多参考态自洽场（MCSCF）中的单组态相互作用方法（CIS）。

通过CIS方法计算电子激发态，估算紫外可见光谱中吸收峰的位置。

计算HCOOH分子五个垂直激发的单重态和三重态，2个绝热激发的单重态和3个三重态，从而确定垂直激发和绝热激发的波长。

采用的优化方法和基组为HF/6-31G（d），得到的数据为下表所示。

1、垂直激发表一：5个垂直激发的单重态能量数据表二：5个垂直激发的三重态能量数据转化为激发波长，采用的公式为1nm=(107/?E）cm-1，?E为CM-1一栏的能量，结果如下表：表三：HF/6-31G（d）理论水平下HCOOH分子的垂直激发波长表（单位：nm）1S 2S 3S 4S 5S激发波长单位：nm 179 120 111 110 100 1T 2T 3T 4T 5T198 195 122 116 1092、绝热激发表三：绝热激发态下甲酸模型和参数HCOOH分子状态模型参数和能量基态RC1-O2=1.18ARC1-H4=1.08ARC1-03=1.32ARO3-H5=0.95A∠O2-C1-O3=124.94°∠H4-C1-03=110.45°E= -118450.038151kcal/mol第一个单重绝热激发态（111）RC1-O2=1.28ARC1-H4=1.08ARC1-03=1.37ARO3-H5=0.95A∠O2-C1-O3=115.17°∠H4-C1-03=113.50°E= -118309.60242kcal/mol E= 140.44 kcal/mol第一个单重绝热激发态（212）RC1-O2=1.46ARC1-H4=1.09ARC1-03=1.30ARO3-H5=0.95A∠O2-C1-O3=113.18°∠H4-C1-03=110.66°E= -118260.935089kcal/mol E= 189.10 kcal/mol第一个三重绝热激发态（131）RC1-O2=1.39ARC1-H4=1.07ARC1-03=1.36ARO3-H5=0.95A∠O2-C1-O3=112.65°∠H4-C1-03=110.92°E= -118346.920346kcal/mol E= 103.12 kcal/mol第二个三重绝热激发态（232）RC1-O2=1.29ARC1-H4=1.08ARC1-03=1.38ARO3-H5=0.95A∠O2-C1-O3=112.35°∠H4-C1-03=110.83°E= -118329.140018 kcal/molE= 120.90 kcal/mol第三个三重绝热激发态（333）RC1-O2=1.45ARC1-H4=1.09ARC1-03=1.31ARO3-H5=0.95A∠O2-C1-O3=112.71°∠H4-C1-03=113.38°E= -118270.928983 kcal/molE= 179.11 kcal/mol转化为激发波长，采用的公式为1nm={107/（?E×349.755）}cm-1，?E为单位为KCAL.MOL-1的能量，结果如下表：表四：绝热激发态下激发波长1S 2S激发波长单位（nm）204 1511T 2T 3T 277 237 160小结：1、垂直激发中激发态构型与基本构型相同；2、绝热激发态中构型发生比较明显的改变；3、可见垂直激发态中，三重态的波长总体大于单重态，因此垂直激发时，单重态的能量要高于三重态，因此单重态中两个单电子的自旋方向相反，而三重态中的两个单电子自旋相同；4、绝热激发态的波长总体上大于垂直激发的波长，其单重态的波长小于三重态；5、两种激发类型共同存在的趋势：激发态的数目越大，波长越小；通常意义上的光谱对应于垂直激发。

分子光谱实验报告

实验名称：分子光谱分析实验日期：2023年3月15日实验地点：化学实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 熟悉分子光谱仪器的操作方法。

2. 掌握分子光谱的基本原理和应用。

3. 分析样品的分子光谱，确定其组成和结构。

二、实验原理分子光谱是指分子在吸收或发射光的过程中，产生的特定波长的光谱。

分子光谱可分为紫外-可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

本实验采用紫外-可见光谱仪对样品进行检测。

紫外-可见光谱的原理是基于分子吸收特定波长的光子，使分子内部的电子发生跃迁。

通过分析吸收光谱，可以确定样品的组成和结构。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：紫外-可见光谱仪、分析天平、移液器、容量瓶、试管等。

2. 试剂：待测样品、溶剂、标准溶液等。

四、实验步骤1. 准备样品：称取一定量的待测样品，用溶剂溶解，配制成一定浓度的溶液。

2. 标准曲线绘制：配制一系列标准溶液，分别测定其在特定波长下的吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。

3. 样品测定：将样品溶液注入紫外-可见光谱仪，在特定波长下测定其吸光度。

4. 数据处理：根据标准曲线，计算样品的浓度。

五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制根据实验数据，绘制标准曲线如下：```吸光度（y）浓度（x）0.1 100.2 200.3 300.4 400.5 50```2. 样品测定根据实验数据，样品溶液在特定波长下的吸光度为0.35。

3. 数据处理根据标准曲线，计算样品的浓度为：浓度 = 0.35 × (50 - 10) / (0.5 - 0.1) = 30 mg/L六、实验结论通过本次实验，我们成功掌握了分子光谱仪器的操作方法，并学会了如何分析样品的分子光谱。

实验结果表明，样品在特定波长下的吸光度与其浓度呈线性关系，从而确定了样品的浓度。

七、实验讨论1. 实验过程中，应注意样品的纯度和溶液的浓度，以确保实验结果的准确性。

2. 在绘制标准曲线时，应选择合适的浓度范围，避免出现线性关系不明显的情况。

蛋白质分子光谱的理论模拟与人工智能预测

蛋白质分子光谱的理论模拟与人工智能预测
汇报人： 2024-01-06
目录
• 引言 • 蛋白质分子光谱的理论模拟 • 人工智能在蛋白质分子光谱预
测中的应用 • 蛋白质分子光谱的理论模拟与
人工智能预测的比较与展望 • 结论
01
引言
研究背景与意义
蛋白质分子光谱是研究蛋白质结构和功能的重要手段，理论模拟和人工智能预测在蛋白质分子光谱分析中具有重要意义。
技术难点
如何建立准确的理论模型，如何选择合适的机器学习算法，如何处理大规模数据集，如何提高预测精度和效率等。
02
蛋白质分子光谱的理论模拟
蛋白质分子光谱的基本原理
蛋白质分子光谱
当蛋白质分子受到光、电、磁等外部能量作用时，其内部电子和原子核的能级会发生跃迁，产生吸收、发射或散射光谱。这些光谱特征与蛋白质的结构和功能密切相关。
研究问题
如何建立有效的理论模型，准确模拟蛋白质分子光谱？如何利用人工智能技术，提高光谱预测的精度和效率？
研究方法与技术路线
研究方法
本研究采用量子化学方法和机器学习算法相结合的方法，进行蛋白质分子光谱的理论模拟和人工智能预测。
技术路线
首先，利用量子化学方法建立蛋白质分子光谱的理论模型；其次，利用机器学习算法对理论模型进行训练和优化；最后，利用训练好的模型进行蛋白质分子光谱的预测和分析。
随着计算技术的发展，理论模拟和人工智能预测在化学、生物学和医学等领域的应用越来越广泛，为蛋白质分子光谱研究提供了新的方法和思路。
本研究旨在通过理论模拟和人工智能预测，深入探究蛋白质分子光谱的内在规律和机制，为蛋白质结构和功能的研究提供有力支持。
研究目的与问题
研究目的

分子发光光谱法

振动驰豫
S2
S1 系
间
内转换
跨跃
T1
外转换
S0 λ1 吸光
λ2 λ3 吸光荧光
S0 λ4 磷光
荧光发射：当分子处在单重态的最低振动能层时，去激发过程是以10-7～10-9s左右的时间内发射一个光子回到基态。
磷光发射：激发态分子经过系间跨跃到激发三重态后，并经过迅速的振动驰豫到达第一激发三重态（T1）的最低振动能级上，从T1态分子经发射光子返回基态。磷光的寿命比荧光的要长得多
• 从图中看出 • 磷＞荧＞激 * 易产生荧光 n * 易产生磷光
二、激发光谱和发射光谱
固定荧光的最大发射波长，然后改变激发光的波长，根据所测得的荧光强度与激发光波长的关系作图，得到激发光谱曲线。
选择最大激发波长作为激发光波长，然后测定不同发射波长时所发射的荧光或磷光强度，得到荧光或磷光光谱曲线。
碰撞熄灭将随温度的升高而增加；将随溶液黏度的减小而增大。
（ⅱ）能量转移它是指处于激发单重态的荧光分子M*与熄灭剂相互作用后，发生能量转移，使熄灭剂得到激发，其反应如下
(ⅲ) 组成化合物的熄灭它是指熄灭剂和荧光分子在基态时发生配合反应，生成不发荧光的配合物。
(ⅳ) 自熄灭和自吸收当荧光物质浓度较大时，常会发生自熄灭现象，这可能由于激发态分子之间的碰撞引起能量损失。假如荧光物质的吸收光谱和发射光谱有较大的重叠，由荧光物质发射的荧光，有一部分可能会被它自身的基态分子所吸收，这种现象称为自吸收。随荧光物质浓度的增加，自吸收现象将会加剧。
荧光—荧光分析法
光致发光：以光源来激发而发光磷光—磷光分析法
化学发光：以化学反应能激发而发光—化学发光分析
法

分子模拟实验溶剂化效应和红外光谱的模拟

分子模拟实验溶剂化效应和红外光谱的模拟实验内容介绍：本次实验主要内容是溶剂化效应和红外光谱模拟。

何谓溶剂化效应，通常量子化学的研究都是在真空中、绝对零度下、气相分子的性质，实际上大多数化学物质和过程都存在于介质（如各种溶剂）中，与孤立的气相分子相比，溶剂对溶质分子的性质及其参与的化学反应，都有可能有非常重要的影响。

不同的溶剂不仅可以影响溶质分子的结构、反应平衡、反应速率，甚至可以改变反应进程和机理，得到不同的产物或产率。

将这些影响称之为“溶剂化效应”。

对溶剂化效应的模拟有三种模型:显式溶剂化模型、隐式溶剂化模型、显式隐式结合模型。

显式模型主要是在溶质分子中加入真正的溶剂分子再进行优化模拟；隐式模型是连续介质模型，溶剂对溶质分子的作用称为反应场，通过场概念运用迭代方法的计算，直至自洽，称自洽反应场方法（SCRF）,其中又包括：Onsager模型、极化连续介质模型（PCM）。

实验中，我们以反应F- +CH3F = FCH3 +F-为例，进行溶剂化模型的建立以及反应优化计算。

红外光谱模拟是分子光谱模拟的重要一项。

分子的红外光谱是分子振动的反映，振动频率对应于红外光谱的一个谱峰，振子强度（由于振动而引起的分子偶极矩的变化）相应于光谱峰的高度。

谱峰的高度则是由于诸如热效应等引起的展宽，与分子本身的振动性质关系不大，因此模拟分子的红外光谱，首先需要对分子进行振动频率分析。

计算红外光谱时有以下几个原则：1、必须采用优化的分子结构；2、结构优化和频率计算必须采用同一理论水平；3、理论计算的频率为谐振动频率，一般偏高；4、理论计算的振子强度和实验峰高不具有可比性。

实验中，我们以H2O分子为对象，作红外光谱的模拟计算。

实验要求：1、掌握溶剂化效应的概念和溶剂化模型，能做溶剂化效应对反应进程的模拟；1、理解红外光谱的概念和模拟，作出不同优化方法下的H2O分子的红外光谱图，并比较分析。

实验一：溶剂化效应（1）、反应F- +CH3F = FCH3 +F- 是一个典型的有机反应S N2反应，反应在气相进行时，首先形成一个“中间体”，这是一个简单的符合过程，不存在过渡态。