第４３卷，第７期光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．７，ｐｐ２０９０－２０９４２０２３年７月ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＪｕｌｙ，２０２３亚砷酸水化特征及红外光谱理论研究李会吉１，李艳雯１，于卫卫２，黄汝梦１，孙海杰１＊，彭智昆３＊１．郑州师范学院化学化工学院，河南郑州４５００４４２．华电郑州机械设计研究院有限公司，河南郑州４５００４６３．郑州大学河南先进技术研究院，河南郑州４５０００３摘要砷污染问题已经在世界范围内引起了广泛关注，砷的去除也随即成为有待解决的问题，三价砷的毒性远远高于五价砷，地下水中砷主要以三价砷存在。水体中砷的除去与其水化特征密切相关，而有关不同质子化亚砷酸［ＨｍＡｓＯ３］ｍ－３（ｍ＝２，３）周围水化特征的研究少之甚少，更无［ＨｍＡｓＯ３］ｍ－３（ｍ＝２，３）水化层的红外光谱特征研究。利用Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１Ｇ（ｄ，ｐ）方法优化并计算了［ＨｍＡｓＯ３（Ｈ２Ｏ）１２］ｍ－３（ｍ＝３，２）水化能，采取约化密度梯度函数填色等值面分析水分子与［ＨｍＡｓＯ３］ｍ－３（ｍ＝３，２）物种相互作用类型、位置及强度，并详尽解析［ＨｍＡｓＯ３（Ｈ２Ｏ）１２］ｍ－３（ｍ＝３，２）水化团簇红外光谱特征。研究得出，［ＨｍＡｓＯ３（Ｈ２Ｏ）１２］ｍ－３（ｍ＝３，２）水化团簇中ＨｍＡｓＯ３倾向分布在水化团簇的表面，Ｈ３ＡｓＯ３比Ｈ２ＡｓＯ－３水化能力低。有趣地发现，Ｈ３ＡｓＯ３第一水化层通过氢键形成了一个变形的六元环，氢键的平均键长为１．７９Å；而Ｈ２ＡｓＯ－３第一水化层通过氢键形成了一个变形的五元环，氢键的平均键长也为１．７９Å。红外光谱中，［Ｈ３ＡｓＯ３（Ｈ２Ｏ）１２］０的Ａｓ—ＯＰ（质子化Ｏ）伸缩振动峰７０１和６３７ｃｍ－１与ＦＴＩＲ实验光谱中的数据一致，而［Ｈ２ＡｓＯ３（Ｈ２Ｏ）１２］－的Ａｓ—ＯＰ伸缩振动峰为５７３，５６２和４４９ｃｍ－１，发生了明显红移，其Ａｓ—ＯＮ（未质子化Ｏ）伸缩振动峰为７９８ｃｍ－１。［Ｈ３ＡｓＯ３（Ｈ２Ｏ）１２］０中独立ＯＰ—Ｈ伸缩振动峰为３６９６ｃｍ－１，ＯＰ—Ｈ…ＯＷ中ＯＰ—Ｈ伸缩振动峰３５９８和３１０５ｃｍ－１；［Ｈ２ＡｓＯ３（Ｈ２Ｏ）１２］－中独立ＯＰ—Ｈ伸缩振动峰为３６７８ｃｍ－１，ＯＰ—Ｈ…ＯＷ中ＯＰ—Ｈ伸缩振动峰为３５７６ｃｍ－１。Ｈ３ＡｓＯ３第一水化层组成的六元环中ＯＷ—ＨＷ…ＯＷ的Ｏ...
