王海兵 ，孙宁杰 ，张越非*，池汝安

1.武汉工程大学化学与环境工程学院，湖北 武汉 430205；2.武汉工程大学兴发矿业学院，湖北 武汉 430074

重金属元素铬是一种多价态的重金属元素，主要有二价、三价和六价，而六价铬对生物体有很强的毒害作用［1-3］，且其在溶液中随溶液pH的不同存在着不同的形态，且各种形态之间可以相互转换，因此难以确定Cr（VI）的确切形态。目前，研究者对水中不同形态六价铬的存在形式各有说法。Wang等［4］认为在溶液中六价铬以 HCrO、、24和的形式存在，而当pH＜2时，主要以H2CrO4的形式存在；当2＜pH＜6时，主要以HCrO存在；当pH＞7时，溶液中主要以的4形式存在。而Duru等［5］认为六价铬的形态主要为、、，且认为在pH＞4下存在，而在2＜pH＜4时存在，在pH＜2存在。施波［6］认为在废水中六价铬的主要存在形式为和，而在低浓度下，主要以为主，而随着浓度的增大的浓度逐渐增大，溶液中主要以存在，而少量的存在。Chen等［7］讨论了在初始浓度0.001 mol/L下时，认为在强酸性条件下以H2CrO4为主，在弱酸性条件下主要以、-的形式存在，而在碱性条件下为主要的存在形式。综上可以发现对于六价铬的形态以及分布研究结果差异较大，且没有给出这些形态之间转变的理论分析。因此对六价铬在溶液中的存在形式及其转化规律有必要进行探讨。

目前量子化学计算已经成为从分子角度来分析化学反应及机理的重要手段［8-9］。本文拟采用密度泛函理论（DFT）［10-14］从分子角度研究六价铬的不同形态及其相互转变规律。通过对不同形态铬（VI）离子进行结构优化，分析离子中不同原子的电荷分布，然后在此基础上通过静电势［12］和热力学数据分析不同形态Cr（VI）在水中的转变方向，从理论上计算不同形态六价铬的分布状态。……