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间二甲苯分子结构和红外光谱的密度泛函理论计算的研究
间二甲苯（p-xylene）是一种有机化合物，化学式为C8H10。它是二甲苯的同分异构体之一，分子结构中两个甲基取代物位于苯环的相对位置。间二甲苯是一种重要的工业原料，广泛应用于塑料、涂料和溶剂等领域。在这篇论文中，我们将探讨使用密度泛函理论计算间二甲苯分子结构和红外光谱的研究。
密度泛函理论是一种计算量子化学的理论方法，可以预测分子的结构和性质。它基于电子的运动方程，通过求解Kohn-Sham方程来近似描述电子的行为。在这个方法中，分子的电子密度是一个关键的参数，它可以由波函数的平方模来表示。通过求解Kohn-Sham方程，可以得到分子的电子密度，并从中得到分子的能量、几何结构和振动频率等信息。
首先，我们使用密度泛函理论计算了间二甲苯的分子结构。在计算中，我们选择了比较常用的DFT方法B3LYP和各向异性扩展基组6-311++G(d,p)。我们使用量子化学计算软件Gaussian进行计算。通过优化计算，我们得到了间二甲苯的最稳定结构。
分子结构是指分子中原子的相对位置和相互连接方式。在间二甲苯中，两个甲基取代物位于苯环的相对位置，与其它同分异构体二甲苯不同。通过计算，我们可以得到间二甲苯分子的平面结构。根据优化计算得到的结果，我们可以获得间二甲苯分子中碳-碳键和碳-氢键的键长、键角和二面角等结构参数。
在计算中，我们还对间二甲苯的红外光谱进行了研究。红外光谱可以提供关于分子中原子振动的信息，因此可以用于表征分子的结构。通过计算，我们可以得到间二甲苯分子的红外光谱图谱，并解释特征峰的产生原因。
通过密度泛函理论计算，我们得到了间二甲苯分子的结构和红外光谱的理论结果。这些计算结果与实验测量结果进行对比，研究其一致性和差异性。通过分析比较，我们可以评估计算方法的准确性和可靠性。同时，我们还可以进一步研究分子中不同键的极化、振动频率和强度之间的关系。
在这篇论文中，我们通过密度泛函理论计算，研究了间二甲苯分子的结构和红外光谱。通过优化计算，我们得到了分子的结构参数，并根据计算结果解释了红外光谱的特征峰。这些结果为进一步研究间二甲苯的性质和应用提供了重要的理论依据。同时，我们的研究也为其他有机化合物的计算研究提供了启示和借鉴。