• 대한화학회지
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• 제67권5호
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• pp.333-338
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• 2023

In this study, the H₂O reaction with SiO clusters was investigated using ab initio Monte Carlo simulations and density functional theory calculations. Three chemistry models, PBE1/DGDZVP (Model 1), PBE1/DGDZVP (Si atom), and aug-cc-pVDZ (O and H atoms), (Model 2) and PBE1/aug-cc-pVDZ (Model 3), were used. The average bond lengths, as well as the relative and reaction energies, were calculated using Models 1, 2, and 3. The average bond lengths of Si-O and O-H are 1.67-1.75 Å and 0.96-0.97 Å, respectively, using Models 1, 2, and 3. The most stable structures were formed by the H transfer from an H₂O molecule except for Si₃O₃-H₂O-1 cluster. The Si₃O₃ cluster with H₂O exhibited the lowest reaction energy. In addition, the Bader charge distributions of the Si_nO_n and (SiO)_n-H₂O clusters with n = 1-7 were calculated using Model 1. We determined that the reaction sites between H₂O and the SiO clusters possessed the highest fraction of electrons.

• 대한화학회지
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• 제61권6호
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• pp.328-338
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• 2017

$H_2O_3(H_2O)_n$ (n=1-5) 클러스터들에 대해서 밀도 범함수 이론(DFT)과 순 이론(ab initio) 방법을 cc-pVD(T)Z 바탕집합(basis set)과 함께 사용하여 가능한 여러 구조를 최적화하고 결합에너지와 조화진동수를 계산하였다. $H_2O_3$ 단량체의 경우 CCSD(T)/ccp-VTZ 이론 수준에서 트랜스(trans) 구조가 시스(cis) 구조보다 더 안정한 것으로 계산되었다. 클러스터에 대해서는 MP2/cc-pVTZ 수준까지 분자 구조를 최적화하고 열역학적으로 가장 안정한 분자구조를 예측하였다. 클러스터의 결합에너지는 CCSD(T)//MP2 수준에서 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕집합 중첩에러(BSSE)를 모두 보정한 후 n=1일 때 -6.39 kcal/mol 계산 되었으며 이 같은 결과는 $H_2O$와 $H_2O_2$의 물 클러스터 보다 더 좋은 수소 주게 즉 산(acid)으로서 작용할 것으로 기대된다. 물 분자 1개 당 평균 결합에너지는 n=2의 경우 8.25 kcal/mol, n=3일 때 7.22 kcal/mol, n=4의 경우 8.50 kcal/mol 그리고 n=5의 경우 8.16 kcal/mol로 계산되었다.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.387-396
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• 2015

HOOO-(H₂O)_n (n=1~5) 클러스터에 대해서 다양한 기저집합과 밀도 범함수 이론(DFT) 및 순 이론(ab initio) 방법을 사용하여 가능한 여러 구조를 최적화하고 결합에너지와 조화진동수를 계산하였다. HOOO 단량체의 경우에는 CCSD(T) 이론 수준에서 trans 구조가 cis 구조보다 열역학적으로 더 안정한 것으로 계산되었다. HOOO-(H₂O)_n 클러스터에 대해서는 B3LYP/aug-cc-pVTZ와 CAM-B3LYP/aug-cc-pVTZ 이론 수준에서 분자 구조를 최적화하고 열역학적으로 가장 안정한 분자구조를 예측하였다. HOOO-H₂O 클러스터의 결합에너지는 MP2//CAM-B3LYP 한 점 에너지 계산에서 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕 집합 중첩에러(BSSE)까지 모두 보정한 후 6.05 kcal/mol로 계산되었으며, n=2-5의 경우에는 물 분자의 수가 증가 할수록 물분자 1개 당 평균 결합에너지는 증가하여 약 7.2 kcal/mol의 값으로 수렴하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권2호
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• pp.197-204
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• 2003

The intracluster ion-molecule reactions of $Ti^+(H_2O)_n,\;Ti^+(CH_3OCH_3)_n,\;and\;Ti^+(CH_3OD)_n$ complexes produced by the mixing of the laser-vaporized plasma and the pulsed supersonic beam were studied using a reflectron time-of-flight mass spectrometer. The reactions of $Ti^+$ with water clusters were dominated by the dehydrogenation reaction, which produces $TiO^+(H_2O)_n$ clusters. The mass spectra resulting from the reactions of $Ti^+\;with\;CH_3OCH_3$ clusters exhibit a major sequence of $Ti^+(OCH_3)_m(CH_3OCH_3)_n$ cluster ions, which is attributed to the insertion of $Ti^+$ ion into C-O bond of $CH_3OCH_3$ followed by $CH_3$ elimination. The prevalence of $Ti^+(OCH_3)_m(CH_3OD)_n$ ions in the reaction of $Ti^+\;with\;CH_3OD$ clusters suggests that D elimination via O-D bond insertion is the preferred decomposition pathway. In addition, the results indicate that consecutive insertion reactions by the $Ti^+$ ion occur for up to three precursor molecules. Thus, examination of $Ti^+$ insertion into three different molecules establishes the reactivity order: O-H > C-O > C-H. The experiments additionally show that the chemical reactivity of heterocluster ions is greatly influenced by cluster size and argon stagnation pressure. The reaction energetics and formation mechanisms of the observed heterocluster ions are also discussed.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권9호
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• pp.1297-1303
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• 2002

Computations are presented for the catechol-$(H_2O)_n$ (n = 1-3) clusters. A variety of conformers are predicted,and their relative energies are compared. Binding energies of the clusters are computed, and detailed analysis is presented on the harmonic frequencies of stretching modes involving the hydrogen bonding in the clusters, comparing with the experimental observations.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권9호
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• pp.3017-3024
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• 2012

The geometrical parameters, vibrational frequencies, and binding energies for $(H_2O_3)_n$ (n = 1-5) have been investigated using various quantum mechanical techniques. The possible structures of the clusters (n = 2-5) are fully optimized and the binding energies are predicted using energy differences at each optimized geometry. The harmonic vibrational frequencies are also determined and zero-point vibrational energies (ZPVEs) are considered for the better prediction of the binding energy. The best estimation of the binding energy for the dimer is 8.65 kcal/mol. For n = 2 and 3, linear structures with all trans forms of the HOOOH monomers are predicted to be the lowest conformations in energy, while the cyclic structures with all cis-HOOOH monomers are preferable structures for n = 4 and 5.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권4호
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• pp.953-958
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• 2010

A laser ablation-molecular beam/reflectron time-of-flight mass spectrometric technique was used to investigate the ion-molecule reactions that proceed within $Ti^+(CH_3COCH_3)_n$ heterocluster ions. The reactions of $Ti^+$ with $CH_3COCH_3$ clusters were found to be dominated exclusively by an oxidation reaction, which produced $TiO^+(CH_3COCH_3)_n$ clusters. These ions were attributed to the insertion of a $Ti^+$ ion into the C=O bond of the acetone molecule within the heteroclusters, followed by $C_3H_6$ elimination. The mass spectra also indicated the formation of minor sequences of heterocluster ions with the formulas $Ti^+(C_3H_4O)(CH_3COCH_3)_n$ and $TiO^+(OH)(CH_3COCH_3)_n$, which could be attributed to C-H bond insertion followed by $H_2$ elimination and to the sequential OH abstraction by the $TiO^+$ ion, respectively. Density functional theory calculations were carried out to model the structures and binding energies of both the association complexes and the relevant reaction products. The reaction pathways and energetics of the $TiO^+\;+\;CH_2CHCH_3$ product channel are presented.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권1호
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• pp.59-63
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• 2010

Calculations are presented for the $\gamma$-aminobutyric acid-$(H_2O)_n$ (n = 0-5) clusters in both canonical and zwitterionic forms. We examine the effects of microsolvation on the structures and transformation between the canonical and zwitterionic forms. The canonical forms are predicted to be more stable for n = 0-4. With five microsolvating water molecules, the two forms of $\gamma$-aminobutyric acid become quasidegenerate, with the energies of zwitterionic forms slightly (by 1 - 3 kcal/mol) higher. The lowest energy zwitterionic conformer of $\gamma$-aminobutyric acid-$(H_2O)_5$ cluster is calculated to isomerize to canonical form through a barrier-less proton transfer process and is thus predicted to be kinetically unstable. Therefore, we predict that the canonical conformers of $\gamma$-aminobutyric acid should be observed predominantly in the gas phase at low temperature in presence of up to five water molecules.

• Journal of Plant Biology
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• 제28권3호
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• pp.233-241
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• 1985

The isolation and culture of protoplasts from hypocotyl-derived calluses of Glycine max (L.) Merr. cv. Jangyeop were obtained by digestion for 6 hrs in an enzyme solution containing 3.5% cellulase, 1.5% macerozyme, 10% sorbitol and 0.1% CaCl2.2H2O at pH 5.8. Newly formed cell wall of protoplasts cultured in MS agar medium containing 10 $\mu$M $\alpha$-naphthaleneacetic acid (NAA) and 32 $\mu$M N6-benzylaminopurine (BAP) could be observed after 24 hrs culture. The first cell division of the protoplasts was observed after 3 days of culture; cell clusters after 2 weeks of culture. When transferred to solid media, the protoplasts formed cell clusters gave rise to proliferating calluses.

• 자원환경지질
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• 제34권5호
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• pp.485-498
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• 2001

본 연구는 제주도 남서부의 대정수역 30개의 우물에 대하여 지하수 수질의 주기적 관측을 통하여 이 지역의 지하수 수질과 오염의 시공간적 변화 특성을 규명하고자 실시되었다. 수질 분석은 주 양.음이온 및 산소-수소-질소 등위 원소에 대하여 이루어졌다. 연구지역의 지하수 수질은 Na(Mg)-HCO3 유형이 우세하며, 국지적으로는 Ca-HCO$_3$, NaCl 유형 등도 나타난다. 지하수 시료의 주 이온함량 린 EC 값의 변화, 질산성질소와 염소이온과의 상관관계 등으로 부터 지하수 수질의 시공간적 변화는 국지적으로 발달된 지하수 유동경로의 변화, 강우의 함양과 이에 따른 지표오염 물질의 유입, 해안지역에서의 해수침투 등에 의해 복합적으로 영향을 받고 있는 것으로 해석된다. 질산성질소에 의한 오염도의 변화는 강우의 함양사건에 직접적으로 관계된다. 질간성질소의 월별 농도를 보면, 정도의 타이는 있으나 강우 후 2~8배의 농도 증가를 보이고 있다. 지하수의 산소 . 수소 동위원소비는 시기별로 채취된 피하수가 서로 다른 강우로부터 기인하였음을 지시한다. 질소 동위원소 자료를 사용하여 지하수의 질산성질소 오염원을 정성적으로 추분하고, 공간적인 오염 영향범위를 평가하였다. 축산폐수의 영향을 받은 것으로 사료되는 지역에서는 상대적으로 NO$_3$-N농도가 높고 $\delta$$^{15}$ N의 값도 5$\textperthousand$ 이상으로 나타난다. 동남부의 농작지역에서는 NO$_3$-N 농도는 논으나 $\delta$$^{15}$ N의 값은 5$\textperthousand$ 이하로 나타난다. 지하수의 지속적인 수질관측 자초는 지하수 함양과 이에 따른 지표오염물직의 유입에 의한 지하수 오염현상을 시 .공간적으로 평가하고 예측하는데 중요한 요소로 활용할 수 있다.