Ион-реагент H3O+(H2O)n. Расчет строения, термодинамических параметров гидратации, равновесного состава и подвижности
T15N3
Алексей Васильевич Лебедев
Ион-реагент H3O+(H2O)n нашел широкое применение в спектрометрии ионной подвижности и масс-спектрометрии с химической ионизацией при атмосферном давлении. В настоящей работе получены расчетные данные по строению и свойствам иона-реагента H3O+(H2O)n (n = 0–4), которые представляют интерес для изучения закономерностей химической ионизации, прогнозирования и интерпретации спектров ионной подвижности и масс-спектров. С помощью квантово-химических методов рассчитано строение и уточнен изомерный состав ионов H3O+(H2O)n. Найдено, что ионы с n = 2, 3 и 4 имеют 2, 5 и 15 изомеров соответственно. Определены наиболее стабильные изомеры, которые отличаются разветвленной нециклической структурой с ядром H3O+. Вычислены термодинамические параметры реакций гидратации наиболее стабильных изомеров H3O+(H2O)n (n = 0–3) и равновесный состав иона-реагента в широком диапазоне температур и концентраций паров воды. Полученные результаты согласуются с существующими экспериментальными и расчетными данными. С использованием вычисленных структурных данных и данных о составе иона-реагента рассчитана его подвижность траекторным методом. Достигнута погрешность расчета, близкая к экспериментальной.
