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Gas phase structures and charge localization in small aluminum oxide anions: Infrared photodissociation spectroscopy and electronic structure calculations
The Journal of Chemical Physics ( IF 3.1 ) Pub Date : 2016-06-27 15:02:12 , DOI: 10.1063/1.4954158 Xiaowei Song 1, 2 , Matias R. Fagiani 1, 2 , Sandy Gewinner 1 , Wieland Schöllkopf 1 , Knut R. Asmis 2 , Florian A. Bischoff 3 , Fabian Berger 3 , Joachim Sauer 3
The Journal of Chemical Physics ( IF 3.1 ) Pub Date : 2016-06-27 15:02:12 , DOI: 10.1063/1.4954158 Xiaowei Song 1, 2 , Matias R. Fagiani 1, 2 , Sandy Gewinner 1 , Wieland Schöllkopf 1 , Knut R. Asmis 2 , Florian A. Bischoff 3 , Fabian Berger 3 , Joachim Sauer 3
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We use cryogenic ion trap vibrational spectroscopy in combination with quantum chemical calculations to study the structure of mono- and dialuminum oxide anions. The infrared photodissociation spectra of D2-tagged AlO1-4 − and Al 2O3-6 − are measured in the region from 400 to 1200 cm−1. Structures are assigned based on a comparison to simulated harmonic and anharmonic IR spectra derived from electronic structure calculations. The monoaluminum anions contain an even number of electrons and exhibit an electronic closed-shell ground state. The Al 2O3-6 − anions are oxygen-centered radicals. As a result of a delicate balance between localization and delocalization of the unpaired electron, only the BHLYP functional is able to qualitatively describe the observed IR spectra of all species with the exception of AlO3 −. Terminal Al–O stretching modes are found between 1140 and 960 cm−1. Superoxo and peroxo stretching modes are found at higher (1120-1010 cm−1) and lower energies (850-570 cm−1), respectively. Four modes in-between 910 and 530 cm−1 represent the IR fingerprint of the common structural motif of dialuminum oxide anions, an asymmetric four-member Al–(O)2–Al ring.
中文翻译：
小型氧化铝阴离子中的气相结构和电荷局部化：红外光解离光谱和电子结构计算
我们将低温离子阱振动光谱法与量子化学计算结合使用，以研究一氧化二铝和二氧化铝阴离子的结构。d的红外光解光谱2 -标记的AlO 1-4 -和Al 2 ö 3-6 -在该区域被测量为400至1200厘米-1。根据与从电子结构计算中得出的模拟谐波和非谐波IR光谱的比较结果来分配结构。单铝阴离子包含偶数个电子，并显示出电子闭壳基态。在Al 2 Ø 3-6 -阴离子是氧中心自由基。作为定位和不成对电子的离域之间的微妙平衡的结果，只有BHLYP功能能够定性描述的所有物种的所观察到的IR光谱由AlO除外3 - 。最终的Al–O拉伸模式在1140和960 cm -1之间。Superoxo和过氧拉伸模式在较高的（1120年至1010年发现厘米-1）和较低的能量（850-570厘米-1）分别。910和530 cm -1之间的四个模式代表了二氧化铝阴离子的常见结构基序的红外指纹图谱，即不对称的四元Al–（O）2 –Al环。
更新日期：2016-06-28
中文翻译：
小型氧化铝阴离子中的气相结构和电荷局部化：红外光解离光谱和电子结构计算
我们将低温离子阱振动光谱法与量子化学计算结合使用，以研究一氧化二铝和二氧化铝阴离子的结构。d的红外光解光谱2 -标记的AlO 1-4 -和Al 2 ö 3-6 -在该区域被测量为400至1200厘米-1。根据与从电子结构计算中得出的模拟谐波和非谐波IR光谱的比较结果来分配结构。单铝阴离子包含偶数个电子，并显示出电子闭壳基态。在Al 2 Ø 3-6 -阴离子是氧中心自由基。作为定位和不成对电子的离域之间的微妙平衡的结果，只有BHLYP功能能够定性描述的所有物种的所观察到的IR光谱由AlO除外3 - 。最终的Al–O拉伸模式在1140和960 cm -1之间。Superoxo和过氧拉伸模式在较高的（1120年至1010年发现厘米-1）和较低的能量（850-570厘米-1）分别。910和530 cm -1之间的四个模式代表了二氧化铝阴离子的常见结构基序的红外指纹图谱，即不对称的四元Al–（O）2 –Al环。
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