Fe2+活化CH3X（X=H,Cl）中C—H,C—Cl键的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)详尽地研究了Fe2+与CH3X(X=H,Cl)的反应机理.结果表明在所有通道中,反应4的H提取能垒最低(Ga=0.23 kcal/mol),氧化插入机制和SN2取代机制没有竞争性.详尽的电子结构分析表明由于金属3d与底物的σ*C—X可以最好的重叠,从而Fe2+从前端进攻C—X键有利于反应.该研究揭示了其微观本质,为Fe2+活化C—X键等相关研究提供理论线索和依据.     

CH_2CO+CH_2的多通道反应的理论研究

利用密度泛函(DFT)和自然键轨道理论(NBO)及高级电子耦合簇[CCSD(T)]和电子密度拓扑(AIM)方法,对单重态和三重态CH2与CH2CO反应的微观机理进行了研究.在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上优化了反应通道各驻点的几何构型.在CCSD(T)/6-311+G(d,p)水平上计算了各物种的单点能量,并对总能量进行了校正.计算表明,单重态CH2与CH2CO的C-H键可发生插入反应,与C=C、C=O可发生加成反应,存在三条反应通道,产物为CO和C2H4,从能量变化和反应速控步骤能垒两方面考虑,反应II更容易发生.对反应通道中的关键点进行了自然键轨道及电子密度拓扑分析.三重态CH2与CH2CO的反应存在三条反应通道,一条是与C-H键的插入反应,另一条是三重态CH2与C=C发生加成反应,产物为CO和三重态C2H4,通道II势垒较低,更容易发生.最后一条涉及双自由基的反应活化能最大,最难发生.     

CH_3SCH_3在Fe~+作用下的脱烷基化反应机理的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311++G(d,p)和DGDZVP基组水平上研究了CH3SCH3在Fe+作用下的脱烷基化的四重态和六重态微观反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,振动分析和内禀反应坐标(IRC)分析结果证实了中间体和过渡态的真实性.找到了三条可能的反应通道,对结果的分析表明:对于六重态的反应体系,二甲硫醚的脱甲烷化反应主要经历了四个基本步骤,即先驱复合物、C—S活化、(-H转移和非反应性的分裂.对于四重态的Fe+/CH3SCH3反应体系,含有C—S和C—H插入反应的两个路径都可以导致脱甲烷反应的发生,其中C—S插入反应路径的能垒较低,是主要反应通道.     

CH3SS与OH自由基反应机理的理论研究

应用密度泛函理论(DFT)对CH3SS与OH自由基单重态反应机理进行了研究.在B3PW91/6-311+G(d,p)水平上优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法对过渡态进行了验证.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正.研究结果表明,CH3SS与OH反应为多通道反应,有5条可能的反应通道.反应物首先通过不同的S—O键相互作用形成具有竞争反应机理的中间体IM1和IM2.再经过氢迁移、脱氢和裂解等机理得到主要产物P1(CH2SS+H2O),次要产物P2(CH2S+HSOH),P3(CH3SH+1SO)和P4(CH2SSO+H2),其中最低反应通道的势垒为174.6kJ.mol-1.     

CH3CH2S自由基H迁移异构化及裂解反应的理论研究

采用密度泛函方法(B3LYP)在6-311+G(d,p)基组水平上研究了CH3CH2S自由基H迁移异构化以及裂解反应的微观动力学机理. 在QCISD(T)/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311+G(d,p)+ZPE水平上进行了单点能校正. 利用经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)分别计算了在200~2000 K温度区间内的速率常数kTST和kCVT, 同时获得了经小曲率隧道效应模型(SCT)校正后的速率常数kCVT/SCT. 研究结果表明, CH3CH2S自由基1,2-H迁移、1,3-H迁移、C—C键断裂和β-C—H键断裂反应的势垒ΔE≠分别为149.74, 144.34, 168.79和198.29 kJ/mol. 当温度低于800 K时, 主要发生1,2-H迁移反应, 高于1800 K时, 主要表现为C—C键断裂反应, 在1300—1800 K范围内, 1,3-H迁移反应是优势通道, 在计算的整个温度段内, β-C—H键断裂反应可以忽略.     

烯丙基自由基(·C3H5)与一氧化氮(NO)反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应·CHCHCH3+NO进行了计算, 并建立了其单重态的反应势能面. 在该反应中, 分别找到生成P1(CH3CHO+HCN), P2(CH3CHO+HNC), P3(CH3CN+HCHO), P4(CH3CCH+HNO)的4条产物通道, 其中·CHCHCH3和NO中的氮原子直接连接形成m1(trans-CH3CHCHNO), m1经过顺反异构形成m2(cis-CH3CHCHNO), m2再经过CCNO四元环合, 然后发生环解离, 最后生成产物P1(CH3CHO+HCN)是最可行的产物通道, 其余三条通道为次要产物通道. 该体系中生成P1的反应路径与同类体系·C2H3+NO的主要反应路径相类似, 两者的差别是前者为动力学可行的反应, 而后者为动力学不可行反应, 这使得·CHCHCH3+NO反应比·C2H3+NO反应更具有实际意义.     

S_N2反应X_l~-+CH_3X_r→X_lCH_3+X_l~-(X_l=X_r=F,Cl,Br,I)的价键方法研究

应用最近发展的价键组态相互作用 ( VBCI)方法计算了 SN2反应 X-l +CH3 Xr→ Xl CH3 +X-r ( Xl=Xr=F,Cl,Br,I)的反应能垒和价键相关参数 .计算结果表明 ,VBCI能垒与采用分子轨道理论的 CCSD( T)方法计算的能垒相一致 .讨论了 SN2反应的反应参数 .     

自由基HO2与C2H2反应势能面的理论研究

应用量子化学从头计算和密度泛函理论(DFT)对HO2+C2H2反应体系的反应机理进行了研究.在B3LYP/6-311G**和CCSD(T)/6-311G**水平上计算了HO2+ C2H2反应的二重态反应势能面.计算结果表明,主要反应方式为自由基HO2的H原子和C2H2分子中的C原子结合,经过一系列异构化,最后分解得到主要产物P1 (CH2O+ HCO).此反应是放热反应,化学反应热为-321.99 kJ·mol-1.次要产物为P2 (CO2 +CH3),也是放热反应.     

CH2CO＋CH2的多通道反应的理论研究

利用密度泛函(DFT)和自然键轨道理论(NBO)及高级电子耦合簇[CCSD(T)]和电子密度拓扑(AIM)方法, 对单重态和三重态CH₂与CH₂CO反应的微观机理进行了研究. 在B3LYP/6-311＋G(d,p)水平上优化了反应通道各驻点的几何构型. 在CCSD(T)/6-311＋G(d,p)水平上计算了各物种的单点能量, 并对总能量进行了校正. 计算表明, 单重态CH₂与CH₂CO的C—H键可发生插入反应, 与C＝C、C＝O可发生加成反应, 存在三条反应通道, 产物为CO和C₂H₄, 从能量变化和反应速控步骤能垒两方面考虑, 反应II更容易发生. 对反应通道中的关键点进行了自然键轨道及电子密度拓扑分析. 三重态CH₂与CH₂CO的反应存在三条反应通道, 一条是与C-H键的插入反应, 另一条是三重态CH₂与C＝C发生加成反应, 产物为CO和三重态C₂H₄, 通道II势垒较低, 更容易发生. 最后一条涉及双自由基的反应活化能最大, 最难发生.     

CN自由基与乙烯酮反应机理的理论研究

采用B3LYP和QCISD(T)方法计算得到了CN自由基与乙烯酮(CH2CO)双分子单碰撞反应势能面.结果表明,CN自由基与CH2CO的单碰撞反应存在三个最可能的反应通道.一是CN中C原子进攻CH2CO中亚甲基碳原子生成中间体NCCH2CO,然后中间体NCCH2CO中和—CO基团相接的C—C键断裂得到产物CH2CN CO;二是CN与CH2CO分子直接加成生成中间体CH2C(O)CN,然后这个中间体通过—CN基团的转移异构化到中间体NCCH2CO,进而通过第一条通道得到产物CH2CN CO;三是CN自由基直接从CH2CO中夺氢的氢迁移反应,由于存在一个15.44 kJ/mol的反应势垒及产物的能量较高,这个通道在整体反应动力学里是可以忽略的.目前的理论计算结果与实验结果符合,并有效地解释了此反应的具体机理过程.     

Quantum Chemical Study of X@BikPbm,BikPbm∙X,X@SbkSnm,and SbkSnm∙X Clusters

Russian Journal of General Chemistry - Clusters (Ih)-(Cd, Hg, Yb)@(Pb12, Sn12), (C5v)-(Ag, Au)@BiPb11, (C5v)-Ag@SbSn11, (D5d)(Ni, Pd, Pt)@Bi2Pb10, (D5d)-Pd@Sb2Sn10, (C3v)-(Pb12, Sn12)·(Pb, Sr,...     

HCHO+X(X=F、Cl、Br)的反应机理

采用CCSD/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p)方法研究了HCHO与卤素原子X(X=F、Cl、Br)的反应机理. 计算结果表明, 卤素原子X(X=F、Cl、Br)主要通过直接提取HCHO中的H原子生成HCO+HX(X=F、Cl、Br). 另外还可以生成稳定的中间体, 中间体再通过卤原子夺氢和氢原子直接解离两个反应通道分别生成HCO+HX(X=F、Cl、Br)和H+XCHO(X=F、Cl、Br). 其中卤原子夺氢通道为主反应通道, HCO和HX(X=F、Cl、Br)为主要的反应产物; 且三个反应的活化能均较低, 说明此类反应很容易进行, 计算结果与实验结果符合很好. 电子密度拓扑分析显示, 在HCHO+X反应通道(b)中出现了T型结构过渡态, 结构过渡态(STS)位于能量过渡态(ETS)之后. 并且按F、Cl、Br的顺序, 结构过渡态出现得越来越晚.     

Ueber die Adsorption,X

Ohne Zusammenfassung     

Electronic Structure of Fe+X Alloys (X = Si, Ge, Co)

The electronic structure of Fe–Ge, Fe–Si, and Fe–Co alloys has been investigated by X-ray photoelectron spectroscopy. In Fe–Ge alloys with less than 10 at.% Ge, the Fe–Ge bond is mainly formed by the Fe 4sp- and Ge 4p-electrons. The results obtained for this system are identical to those for the Fe–Si system. The form of the valence band reflects the density distribution of both iron d-electronic states the and p-electronic states of the second component, having more extended density distribution of valence electrons. In FeCo alloys, strong spatial localization of d-electron density takes place in the vicinity of the corresponding atoms, which is stronger on the iron atoms compared to pure iron; the valence band has a two-band structure reflecting the density distribution of the d-states of each component. X-ray photoelectron spectroscopy data are in good agreement with kinetic data for the alloys.     

Crystal chemistry of AB2X4 (X = S,Se, Te) compounds

An attempt is made to correlate the crystal structures of ternary chalcogenides of composition AB₂X₄ with the cationic radius ratio and a pseudo force-constant involving their electronegativities. The resultant diagram adequately resolves structures based on the types K₂SO₄, monoclinic, olivine, MnY₂S₄, Th₃P₄, and CaFe₂O₄ but structure types based on spinel, Cr₃Se₄, and Ag₂HgI₄ are not resolved. Crystal chemical arguments are used to explain these observations and to advance reasons for the successes and failures of this method for predicting structure types.     

C36X(X=O,NH,S)各种可能异构体的芳香性研究

采用拓扑共振能方法对富勒烯C36X(X=O,NH,S)开环结构中的所有可能的异构体及阳离子和阴离子芳香性进行了理论研究. 计算结果表明,C36X的芳香性高于C36. C36X的阳离子因其共振能为负值而具有反芳香性. 反之,C36X的阴离子因共振能为正值而具有芳香性和较高的稳定性. C36的D6h和D2d异构体中杂原子X插入在5-5键时得到的化合物最稳定. 从理论上预测了C36X的负离子能形成稳定的金属富勒烯. 对C36X的阳离子和阴离子的芳香性进行了解释.     

Stereochemistry of planarchiral compounds,part X

2,7-Dibromo-1,6-methano[10]anulene (3) and 2,9-Dibromo-syn-1,6:8,13-diimino[14]anulene (9) were quantitatively separated into their enantiomers by chromatography on triacetylcellulose (TAC) in ethanol. X-ray structure analysis (Bijvoet technique) established the chiralities (+)(R)-3 and (+)(S)-9 for the dextrorotatory enantiomers.Comparison of the CD spectra allowed the configurational assignment to further optically active [10] and [14] anulenes which were also accessible by chromatography onTAC. Conversion of (+)(R)-2-bromo-1,6-methano[10]anulene (2) into the corresponding methylester (–)-4 confirmed its previously proposed chirality (–)(R).2,7-Dibromo-1,6-oxido[10]anulene (7) and 2,9-dibromo-syn-diimino[14]anulene (9) are in contrast to the 2,9-dibromo-syn-dioxido[14]anulene (10) optically stable until 250°C. Consequently their inversion barriers are higher than 42 kcal (176 kJ) mol^–1.The CD spectra of mono and disubstituted anulenes (with C₁ and C₂ symmetry, resp.) are compared: For the [10]anulenes theCotton effect around 330 nm seems to be specific for their configuration with a positive effect indicating (S)-chirality and vice versa. Some regularities concerning the chromatographic resolutions are discussed.

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Stereochemie planar chialer Verbindungen, 10. Mitt.: Röntgenkristallstruktur und absolute Chiralität überbrückter [10]- und [14] Anulene

Zusammenfassung 2,7-Dibrom-1,6-methano[10]anulen (3) und 2,9-Dibrom-syn-1,6:8,13-diimino[14]anulen (9) wurden durch Chromatographie an Triacetylcellulose (TAC) in Ethanol quantitativ in ihre Enantiomeren getrennt. Röntgenstruktur-analyse (Bijvoet-Technik) bewies für die rechtsdrehenden Enantiomeren die Chiralität (+)(R)-3 bzw. (+)(S)-9.Ein Vergleich der CD-Spektren ermöglichte die Konfigurationszuordnung weiterer optisch aktiver [10]- und [14]Anulene, die gleichfalls durch Chromato-graphie anTAC erhalten worden waren. Umwandlung von (+)(R)-2-Brom-1,6-methano[10]anulen (2) in den entsprechenden Methylester (–)-4 bestätigte dessen schon früher vorgeschlagene Chiralität (–)(R).Dibrom-1,6-oxido[10]anulen (7) und Dibrom-diimino[14]anulen (9) sind im Gegensatz zum Dioxido[14]anulen (10) bis 250°C optisch stabil. Ihre Inver-sionsbarrieren liegen somit über 42 kcal (176kJ) mol^–1.Die CD-Spektren von mono- und disubstituierten Anulenen (mit C₁ bzw. C₂-Symmetrie) werden verglichen: Für die [10]Anulene scheint derCottoneffekt um 330 nm konfigurationsspezifisch zu sein, wobei ein positiver Effekt (S)-Chiralität anzeigt — und vice versa. Einige Regelmäßigkeiten bezüglich der chromatographischen Enantiomerentrennung werden diskutiert.

     

Schwingungsspektren und Normalkoordinatenanalysen der Penta- und Tetrahalogendisilane X3SiSiHX2 und X3SiSiH2X,X = Br und I

The IR and Raman vibrational spectra of the title compounds have been measured and assigned with the aid of normal coordinate analyses. SiSi-force constants have been calculated. They increase with increasing electronegativity of the halogen X.     

Geometries,vibrational frequencies,and electron affinities of X2Cl (X=C,Si,Ge) clusters

Ab initio quantum chemical calculations have been performed on X₂Cl^? and X₂Cl (X = C, Si, Ge) clusters. The geometrical structures, vibrational frequencies, electronic properties and dissociation energies are investigated at the Hartree–Fock (HF), Møller–Plesset second‐ and fourth‐order (MP2, MP4), CCSD(T) level with the 6‐311+G(d) basis set. The X₂Cl (X = C, Si, Ge) and X₂Cl^? (X = Si, Ge) take a bent shape obtained at the ground state, while C₂Cl^? has a linear structure. The impact on internal electron transfer between the X₂Cl and the corresponding anional clusters is studied. The three different types of electron affinities (EAs) at the CCSD(T) are reported. The most reliable adiabatic electronic affinities, obtained at the CCSD(T)/cc‐pvqz level of theory, are predicted to be 3.30, 2.62, and 1.98 eV for C₂Cl, Si₂Cl, and Ge₂Cl, respectively. The calculated EAs of C₂Cl and Ge₂Cl are in good agreement with theoretical results reported. The correlation effects and basis sets effects on the geometrical structures and dissociation energies are discussed. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem, 2007     

C70X2(X=H,F, Cl)的稳定性和电子光谱

用INDO方法研究C70H2四种异构体的稳定性, 表明其最稳定异构体为1, 9-C70H2和7, 8-C70H2, 两者能量差为16.3KJ.mol^-^1, 与实验值及ab initio计算值接近; 光谱计算表明, 其特征吸收峰与实验值一致。在此基础上预测C70F2和C70Cl2的稳定性和电子光谱, 表明C70F2四种异构体的稳定性顺序与C70H2一致, 而C70Cl2则以21, 42-异构体最为稳定。二者的电子光谱与C70H2极其相似只是在500nm以上有细微差别。