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运用量子化学方法对煤炭领域进行研究是对此领域进一步认识的一个重要发展方向。煤反应呈现多样性的实质是煤中化学键与非化学键在不同外部条件下断裂所表现的不同形式,因而煤中非化学键的量子化学研究十分重要。在密度、溶胀等煤的物理变化过程中,非键作用(如氢键)的改变起到重要作用,而很少发生化学键的改变。所以,煤中小分子结构单元间存在的各类氢键是组成煤大分子空间结构的重要作用,是各分子片段连接成煤大分子的桥梁。氢键的强弱及其构型都将很大程度的影响煤的空间结构、煤聚合物的熔沸点、溶解度及其粘度的大小等;多年来,煤分子结构的研究确定一直困扰着许多煤炭领域科学家,而煤炭结构复杂性的部分原因还是因为其交联作用的多样性,比如化学键、非化学键中的范德华力和氢键等,所以在量子化学水平下对煤分子结构中存在的氢键问题进行研究是非常有必要的。 本论文对煤分子结构单元 C6H5O—H…X(N、O、S)中的氢键进行研究,并优化各单体和复合物结构,计算各氢键能量,用ADF程序对研究体系进行能量分解分析。 在同一方法水平下研究发现:煤分子结构单元 C6H5O—H…X(N、O、S)中的氢键,其相互作用构型以各单体平面接近垂直为主;在煤分子结构体系中含氮类的吡啶型氢键较强,含氧类次之;其中,含氮类的吡咯型氢键与含硫类氢键的氢键能大小相似,但都比吡啶型和含氧类的弱。