亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

C–C Stretching Raman Spectra and Stabilities of Hydrocarbon Molecules in Natural Gas Hydrates: A Quantum Chemical Study

碳氢化合物 分子 化学 吉布斯自由能 拉曼光谱 笼状水合物 密度泛函理论 物理化学 化学物理 计算化学 水合物 热力学 有机化学 物理 光学
作者
Yuan Liu,Lars Ojamäe
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry A [American Chemical Society]
卷期号:118 (49): 11641-11651 被引量:29
标识
DOI:10.1021/jp510118p
摘要

The presence of specific hydrocarbon gas molecules in various types of water cavities in natural gas hydrates (NGHs) are governed by the relative stabilities of these encapsulated guest molecule-water cavity combinations. Using molecular quantum chemical dispersion-corrected hybrid density functional computations, the interaction (ΔE(host--guest)) and cohesive energies (ΔE(coh)), enthalpies, and Gibbs free energies for the complexes of host water cages and hydrocarbon guest molecules are calculated at the ωB97X-D/6-311++G(2d,2p) level of theory. The zero-point energy effect of ΔE(host-guest) and ΔE(coh) is found to be quite substantial. The energetically optimal host-guest combinations for seven hydrocarbon gas molecules (CH4, C2H6, C3H6, C3H8, C4H8, i-C4H10, and n-C4H10) and various water cavities (D, ID, T, P, H, and I) in NGHs are found to be CH4@D, C2H6@T, C3H6@T, C3H8@T, C4H8@T/P/H, i-C4H10@H, and n-C4H10@H, as the largest cohesive energy magnitudes will be obtained with these host-guest combinations. The stabilities of various water cavities enclosing hydrocarbon molecules are evaluated from the computed cohesive Gibbs free energies: CH4 prefers to be trapped in a ID cage; C2H6 prefer T cages; C3H6 and C3H8 prefer T and H cages; C4H8 and i-C4H10 prefer H cages; and n-C4H10 prefer I cages. The vibrational frequencies and Raman intensities of the C-C stretching vibrational modes for these seven hydrocarbon molecules enclosed in each water cavity are computed. A blue shift results after the guest molecule is trapped from gas phase into various water cages due to the host-guest interactions between the water cage and hydrocarbon molecule. The frequency shifts to the red as the radius of water cages increases. The model calculations support the view that C-C stretching vibrations of hydrocarbon molecules in the water cavities can be used as a tool to identify the types of crystal phases and guest molecules in NGHs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
杨旭完成签到 ,获得积分10
3秒前
9秒前
VDC发布了新的文献求助10
13秒前
小蘑菇应助白华苍松采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
彭于晏应助chen采纳,获得10
1分钟前
2分钟前
chen发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
isukini发布了新的文献求助10
2分钟前
TEO完成签到,获得积分10
2分钟前
isukini完成签到,获得积分10
2分钟前
TEO发布了新的文献求助10
3分钟前
Lucas应助qinsu采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
qinsu发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
毓雅完成签到,获得积分10
4分钟前
老石完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
hhhh发布了新的文献求助10
5分钟前
hhhh完成签到,获得积分10
5分钟前
33应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
gtgwm发布了新的文献求助30
5分钟前
5分钟前
6分钟前
鉴定为学计算学的完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
JamesPei应助178181采纳,获得10
6分钟前
gtgwm完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
178181发布了新的文献求助10
6分钟前
6分钟前
6分钟前
dm完成签到 ,获得积分10
6分钟前
发发完成签到 ,获得积分10
7分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
爱哭的鱼发布了新的文献求助10
7分钟前
7分钟前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
1.3μm GaAs基InAs量子点材料生长及器件应用 1000
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3526552
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107000
关于积分的说明 9282031
捐赠科研通 2804593
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539525
邀请新用户注册赠送积分活动 716583
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709579