气相中2Sr+和2Ba+催化N2O与CO还原反应的理论研究

用密度泛函理论DFT-UB3LYP方法,对2Sr+,2Ba+采用相对论校正赝势基组SDD,对C,N,O采用6-311+G(2d)基组,计算研究了气相中碱土金属离子2Sr+,2Ba+催化N2O(X1∑+)+CI(X1∑+)→N2(X1∑+g)+CO2(X1∑+g)反应的微观机理.优化了二重态势能面上各反应物、中间体和过渡...     

RuX^2+(X=O,H,N,C)分子离子的势能函数与稳定性

用密度泛函B3LYP方法对RuX^2+(X=O,H,N,C)分子离子进行了理认研究,结果表明：PuO^2+,PuH^2+,PuN^2+和PuC^2+分子离子能稳定存在,基态电子状态是X5^Σ^-(PuO^2+),X8^Σ^-(PuH^2+),X4^Σ^+(PuN^2+)和X9^Σ^-(PuC^2+),势能函数为Murrell-Sorbie热函数,并导出了相应的几何性质,力学性质和光谱数据。     

RuX^2+(X=O, H,N, C)分子离子的势能函数与稳定性

用密度泛函B3LYP方法对RuX^2+(X=O,H,N,C)分子离子进行了理认研究,结果表明：PuO^2+,PuH^2+,PuN^2+和PuC^2+分子离子能稳定存在,基态电子状态是X5^Σ^-(PuO^2+),X8^Σ^-(PuH^2+),X4^Σ^+(PuN^2+)和X9^Σ^-(PuC^2+),势能函数为Murrell-Sorbie热函数,并导出了相应的几何性质,力学性质和光谱数据。     

PuX~ (X=H,O,N,C)的结构与势能函数

用密度泛函B3LYP方法对PuX＋(X=H,O,N,C)分子离子体系进行了理论研究.结果表明,这些分子离子的基态电子状态分别是X 7Σ－(PuH＋)、X 6Σ－(PuO＋)、X 5Σ＋(PuN＋)和X 8Σ－(PuC＋);势能函数为Murrell-Sorbie势函数.并得到了相应的几何性质、力学性质和光谱数据.     

PuX＋(X=H,O,N,C)的结构与势能函数

用密度泛函B3LYP方法对PuX＋(X=H,O,N,C)分子离子体系进行了理论研究.结果表 明,这些分子离子的基态电子状态分别是X 7Σ-(PuH＋)、X 6Σ-(PuO＋)、X 5Σ＋(P uN＋)和X 8Σ-(PuC＋);势能函数为Murrell-Sorbie势函数.并得到了相应的几何性质、 力学性质和光谱数据.     

过氧氢自由基HO_2与CH_2S的反应机理及动力学

采用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311＋＋G（d,p）基组水平研究了HO2与CH2S的微观反应机理.在CCSD（T）/6-311＋＋G（d,p）//B3LYP/6-311＋＋G（d,p）水平上获得了势能面.利用经典过渡态理论（TST）与变分过渡态理论（CVT）并结合小曲率隧道效应模型（SCT）,计算了反应通道在2...     

YS(1Σ,3Φ)与COS气相反应YSCOS→YS2CO的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了硫化钇离子YS+(1Σ+,3Φ)与硫转移试剂COS在气相中的反应:YS++COS→YS+2+CO.在单重基态和三重激发态势能面上都找到了四条反应通道.但是除一条反应通道之外,其它的反应机理和几何结构变化趋势在不同的势能面上有很大不同.实验中生成YS+2所表现出的吸热特征来自于在基态反应中的三条通道(A, B和C),其活化势垒分别为28.3、140.5和120.2 kJ·mol-1.计算结果表明硫转移反应没有双态反应活性,因此产物YS+2在低能量区的放热特征是由于基态反应物中还混有残留的激发态YS+     

FeO+(6Σ+)催化CO还原N2O的理论研究

在B3LYP/6-311+G(2d)//B3LYP/6-31G(d)计算水平下, 考察了FeO+(6Σ+)分子如何催化CO还原N2O微观机理. 计算结果表明, FeO+(6Σ+)是一种有效的催化剂, 其可从N2O中夺取一个O原子, 然后再传递给CO, 完成整个氧转移过程. 结果发现, 反应中可能生成各种过氧[Fe(O2)+]或双端氧(OFeO+)物种, 其中前者比较稳定, 后者更活泼.     

CF3O2自由基和NO反应机理的理论研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 分别在6-31G、6-311G、6-311+G(d)基组水平上研究了CF3O2自由基和NO反应机理. 研究结果表明, CF3O2自由基和NO反应存在三条可行的反应通道, 优化得到了相应的中间体和过渡态. 从活化能看, 通道CH3O2+NO→IM1→TS1→IM2→TS2→CF3O+ONO的活化能最低, 仅为70.86 kJ•mol-1, 是主要反应通道, 主要产物是CF3O和NO2. 而通道CH3O2+NO→IM1→TS3→CF3ONO2和CH3O2+NO→TS4→IM3→TS5→IM4→TS6→CF3O+NOO的活化能较高, 故该反应难以进行.     

CH3O2·+ClO气相反应的密度泛函理论研究

用密度泛函方法在CCSD(T)/ 6-311++G// B3LYP/ 6-311G**水平上研究了气相反应CH3O2*+ClO的反应机理.得到了不同能量产物的可能的反应通道,获得反应势能面.整个反应过程为多通道反应,经过多个步骤完成,共找到7个中间体和10个过渡态,产物1CH3OCl+3O2(P1)和1 CH2O+1HOOCl(P4)为能量较低产物,通道1a:R→IM1→TS1/ 3→IM3→P1,4a:R→IM1→TS1/ P4→P4和4b:R→IM2→TS2/ P4→P4为较为可行的反应通道.     

Theoretical Study on the Gas Phase Reaction of Au + with CS2

The reaction of Au+(1S,3D) with CS2 has been investigated at the B3LYP and CCSD(T) levels of theory.The identified reaction pathways revealed that the experimentally observed products,AuS+ and AuCS+,can be produced by the insertion of Au+ into C-S bond.The calculated energetics shows that the reactions on singlet surface lead to excited-state products,AuS+(1Σ) + 1CS and AuCS+(1Σ) + 1S,and have notable energy barriers,whereas the reactions on triplet surface producing the ground state products of AuS+(3Σ) + 1CS and AuCS+(1Σ) + 3S are energetically much more favorable.This result suggests that the minor formations of AuS+ and AuCS+ observed in the previous experiment under room-temperature condition should result from the reactions of excited-state Au+(3D) with CS2.Further,the possibility for singlet-triplet surface crossing was also discussed by approximately determining the crossing region.     

气相中Ir＋循环催化N2O与CO反应机理的理论研究

采用密度泛函UB3LYP方法和Stuttgart赝势基组, 计算研究了气相中循环催化N2O ＋CO →N2 ＋CO2 反应的微观机理. 通过对相关物种亲氧性的计算, 证明了Ir＋循环催化作用在热力学上是可行的. 不同自旋态反应势能面的计算结果表明, 循环催化的两步反应均为自旋禁阻反应, 各存在不同自旋态势能面的交叉, 并运用Yoshizawa的内禀坐标单点垂直激发计算的方法找出了势能面交叉点; 两步反应均为放热反应, 总放热量为358.9 kJ•mol－1.     

8-巯基喹啉阴离子的锌配合物及其衍生物的电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

采用从头算(ab initio)和密度泛函理论(DFT B3LYP)方法, 对配合物8-巯基喹啉锌Zn(tq)₂及其5种衍生物基态结构进行优化, 用含时密度泛函理论(TD-DFT/B3LYP)及6-31＋G(d)基组计算吸收光谱; 同时用ab initio HF 单激发组态相互作用(CIS)法在6-31G(d)基组上优化其最低激发单重态几何结构, 用含时密度泛函理论计算发射光谱. 结果表明, 电子在基态与激发态间的跃迁, 主要是在配体8-巯基喹啉(tq)环内的电荷转移, 电子从含S的苯硫酚环转移至含N的吡啶环上; 吸收光谱和发射光谱的计算值与实验值基本符合. 该类配合物都是优良的电子传输材料, 改变金属离子和取代基均可以调控发光材料的光谱波段.     

NC2S+离子的结构和稳定性的理论研究

在密度泛函和从头算理论水平下计算了单重态的NC2S+离子的结构、能量、光谱以及稳定性. 在B3LYP/6-311G(d)水平下, 得到8个异构体, 它们由15个过渡态相连接. 在CCSD(T)/6-311+G(2df)//QCISD/6-311G(d)+ZPVE水平下, 得到能量最低的异构体是直线型的具有1Σ电子态的NCCS+(1)(0.0 kJ/mol), 其次是直线型的异构体CNCS+(2)(54.8 kJ/mol). 两个低能量的异构体1和2及另外一个高能量的直线型异构体CCNS+(3)(323.8 kJ/mol)都具有相当大的动力学稳定性, 这三个异构体在具备一定条件的实验室和星际条件下是可以进行观测的. 分析了这3个异构体的成键性质.     

X-H (X = C, N, O, Si, P, S) 键离解能计算的密度泛函方法研究

使用了不同密度泛函方法计算X-H (X = C, N, O, Si, P, S) 键离解能，并分析不同密度泛函方法的计算精度。研究发现大多数密度泛函方法包括B3LYP, B3P86, B3PW91, G96LYP, PBE1PBE，和BH&HLYP都明显低估键离解能13-25 kJ/mol。该现象与是否使用无限基组无关，因为即使使用无限基组键离解能仍然被低估。因此密度泛函方法不适合用于键离解能的估算。其中B3P86方法的偏差最小。进一步分析表明，使用限制性开壳层计算并无任何优势，在大多数情况下非限制性开壳层计算实际上比限制性开壳层计算要好。最后，我们发现了密度泛函方法对键离解能的低估是系统的，因此建议利用校准后的UDFT/6-311++G(d, p)方法计算化学键离解能。     

U+与CO2气相反应的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,U原子用含相对论有效原子实势(ECP)校正的基组(SDD),C、O原子采用6-311+G(d)基组,对气相中U+和CO2的反应进行了理论研究.通过研究二重和四重自旋态的反应势能面(PESs),优化得到了两条反应路径的反应物、中间体、过渡态和产物的结构.用"两态反应"(TSR)分析反应机理,结果表明体系的优先选择路径为高自旋态进入和低自旋态离开反应,发生在四重态和二重态的自旋多重度的改变使得整个反应系统能以一个低能反应途径进行.     

NO3-+Cl2→ClONO2+Cl-反应势能面和势能阱

采用密度泛函理论B3LYP方法和6-311+G(d)基组, 计算构建离子-分子气相反应NO3-+Cl2→ClONO2+Cl-的三维势能面. 三维反应势能面证明该反应没有过渡态和势能垒, 但是存在一个深达-55.0 kJ/mol的势能阱(以氯气分子和硝酸根离子相隔无穷远为参量). 在势能阱底部, 有个化合物(O2NOClCl)- 称为势阱化合物, 依赖于势能阱而稳定存在. 理论红外光谱预测低温红外光谱能检测该势阱化合物. 低温条件下, 该反应由热力学控制, 反应产物是势阱化合物(O2NOClCl)-. 当温度升高, 该反应由动力学控制, 势阱化合物(O2NOClCl)-不稳定, 发生分解反应, 重新生成NO3-和Cl2. 研究结果可用来解释低温时ClONO2与Cl-气相反应不能产生Cl2的原因.     

甲烷水合物分子间势能的量子化学研究

用Hartree-Fock SCF和密度泛函(BLYP,B3LYP,MPW1PW91)方法对以结构-Ⅰ为单元的甲烷水合物进行了分子间势能的理论研究.该结构单元为正十二面体,其中包括20个水分子,甲烷分子在其中心.采用从头算HF/6-31G(d,p)对甲烷分子进行几何优化,采用ST2模型对水分子作几何优化.水-水间氢键势能Ehb(l)和水-甲烷间范德华势能Evdw(l)作为边长l的函数进行计算,计算时固定水和甲烷分子的几何形状.所有计算中均使用6-31G(d,p)基组.基组重叠误差(BSSE)经校正其上限和下限为水-水氢键能加以确定.由B3LYP经基组重叠误差(BSSE)校正得到的O—O距离为RO—O=0.280 nm,C—O距离RC—O=0.392 nm,比其他方法更接近实验值的0.282和0.395 nm.结果表明,在天然气水合物结构-Ⅰ中水-水分子对的氢键能(30~36 kJ/mol)大于水的二聚体(H2O)2氢键能(-22.6±2.9)kJ/mol,亦大于六角形冰的(-21.7±0.5)kJ/mol,十二面体结构为一稳定单元.以上分子间相互作用势能的结果为得出Lennard-Jones和Kihara势能参数提供了坚实的基础,此参数对分子动力学模拟天然气水合物是非常有用的.     

亚甲基氰自由基(HCCN)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HCCN+NO的二重态反应势能面进行了计算,得到了4种产物:P1(HCN+NCO),P2(OH+NCCN),P₃[HCN+(CNO)]和P4(HCN+CNO).其中产物P1为主要产物,P2为次要产物,P₃和P4很难得到.在G2(B3LYP/MP2/CC)水平,对产物P1和P2的反应通道的单点能量进行了校正.     

PuX2+(X=O,H,N,C)分子离子的势能函数与稳定性

用密度泛函B3LYP方法对PuX2+(X=O,H,N,C)分子离子进行了理论研究,结果表明:PuO2+,PuH2+,PuN2+和PuC2+分子离子能稳定存在,基态电子状态是X5∑-(PuO2+),X8∑-(PuH2+),X4∑+(PuN2+)和X9∑-(PuC2+),势能函数为Murrell-Sorbie势函数,并导出了相应的几何性质,力学性质和光谱数据.