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相似文献
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1.
采用ONIOM(B3LYP/6-31+G*:UFF)方法对偶氮苯受限于椅式单壁碳纳米管CNT(8,8)内的结构、电子光谱和热致顺反异构化势能面进行了计算.结果表明,反式偶氮苯进入CNT(8,8)碳纳米管内是一个放热过程.由于碳纳米管的限制作用,偶氮苯分子的苯环绕CN键有一定的旋转,反式偶氮苯的平面结构发生扭曲,但其它结构参数变化不明显.受限于碳纳米管内的偶氮苯的顺反异构体能量差比非受限状态下增加了8.1 kJ.mol-1,表明碳纳米管的限制作用对偶氮苯顺反异构体的相对热稳定性有一定影响.光谱计算表明,受限于碳纳米管内的偶氮苯最低的三个单线态吸收波长仅蓝移1-5 nm.异构化势能面计算发现,偶氮苯在CNT(8,8)碳纳米管内发生反式到顺式异构化的能垒增加,由顺式回复到反式异构体的能垒无明显变化,表明CNT(8,8)碳纳米管的限制作用可以抑制偶氮苯从反式到顺式异构体的热致异构化过程.此外,受限状态下的偶氮苯主要通过CNN键角反转发生热致异构化.  相似文献   

2.
采用密度泛函B3LYP/6-311G(d,p)方法对CH3F与C2H3的反应体系进行了理论研究,获得了反应的势能面信息及可能的微观机理.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上精确计算了各反应物种的单点能.结果表明,除抽提氢反应外,标题反应还存在抽提氟(R1)、消氟化氢(R2)、消氢(R3)和自由基形成(R4)四类反应.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)水平上,R1,R2,R3和R4反应的能垒分别是163.9,152.2,209.8和224.2kJ·mol-1,相应反应能为-56.6,-164.3,-2.7和-156.0kJ·mol-1,所有反应均放热,为热力学允许的反应.  相似文献   

3.
陈新  李瑛 《物理化学学报》2008,24(12):2229-2235
利用MP2/6-311+G*方法计算了单线态二氯乙烯锗烯与甲硫醛的各种反应机理. 计算结果表明两者之间的环加成反应具有很好的选择性, 优势反应路径分为三步: 首先两种反应物经过无能垒的放热反应形成中间体INT, 然后INT经历过渡态TS3异构化为P31, 最后P31继续与甲硫醛反应形成二环杂环化合物P33. 其中第一步反应放热103.4 kJ·mol-1, 后两步反应能垒分别为0.7 和32.3 kJ·mol-1.  相似文献   

4.
用从头算方法, 在UHF/6-311G**和CIS/6-311G**水平上, 分别考察了异氰酸光解反应在基态(S0)、第一激发三态(T1)和第一激发单态(S1)势 能面上的解离曲线. 并找到了S1/T1, T1/S0, S1/S0势能面的交叉点, 给出了极小能量交叉点的特征, 在此基础上根据梯度最速下降原理确定了态-态跃迁后交叉点构型在低能态势能面的变化及归宿. 计算结果表明光解反应存在三条竞争反应途径, 从动力学观点看, 途径A对反应最为有利.  相似文献   

5.
采用多组态CASSCF方法和MS-CASPT2方法研究了丁烯二腈中性分子及阳离子和阴离子的顺-反异构化机理.结果表明,中性分子和离子态的光顺-反异构化反应经历不同的非绝热跃迁途径:中性丁烯二腈受光激发至S1态后,需克服一个不低于19.7 k J/mol的能垒才有机会到达基态和激发态间的圆锥交叉(S_1/S_0-CI),随后经非辐射跃迁回到基态,S_1/S_0-CI在结构上偏离C=C双键旋转路径,且能量较高,因此会降低旋转速度,阻碍旋转的单向性;丁烯二腈阳离子和阴离子自由基的D_0态和D_1态旋转势能面在90°处相交,优化的D_1/D_0-CI与D_1态中间体的结构和能量均相近,因此从D1态经由D_1/D_0-C_I无辐射跃迁到D_0态的过程无势垒,在此过程中C=C旋转方向性得到最大限度的保持.研究结果证实了电子诱导不仅能降低基态热旋转势垒,而且能够调控光旋转的非绝热跃迁机理.  相似文献   

6.
采用密度泛函理论(DFT)和完全活化空间自洽场理论(CASSCF)计算方法,在CASSCF(10,10)/6-31G(d)//CASPT2(10,10)/Aug-cc-PVDZ计算水平下,研究了2-硝基萘(2NN)S1(ππ*)激发态的衰减动力学.获得了2NN及其亚硝酸酯异构体(ISO)的基态、低能激发态和势能面交叉点的优化结构和能量,以及异构化反应的过渡态结构和能垒;给出了S0,T1和S1态时ISO沿N—O键的势能曲线;描绘了激发态衰变路径图.结果表明,被激发至S1(ππ*)激发态后,2NN经S1T3,S1T2交叉点发生S1!T3,S1!T2系间窜越过程再经T2T1锥形交叉点发生T2!T1内转换过程,最后无辐射衰减到T1态.具体衰减路径可以描述为S1-FC-2NN!S1T3-MIN-2NN或S1T2-MIN-2NN!T3-MIN-2NN或T2-MIN-2NN!T2T1-MIN-2NN!T1-MIN-2NN.该条路径能垒较小,T1态瞬态物种形成效率较高,为2NN激发态衰变动力学中最重要的无辐射衰变通道.在S0,T1和S1态势能面上,2NN!ISO异构化反应的能垒高,跃迁概率十分低下,难以形成芳氧自由基(Ar O"),2NN紫外光解离效率很低.  相似文献   

7.
采用共振拉曼光谱和完全活性自洽场理论计算研究了3-二甲氨基-2-甲基丙烯醛(DMAMP)光激发到S2(ππ^*)态后的光物理性能,在B3LYP/6—311++G(d,p)水平计算确定了DMAMP与其三种异构体之间的基态异构化能垒,指认了振动光谱.采用涵盖紫外强吸收带的激光波长,获得了DMAMP在环己烷、乙腈和甲醇溶剂中的A-带共振拉曼光谱,含时密度泛函方法计算确定了该光谱中基频的相对强度,发现振动-电子耦合发生在S2()态的Franck—Condon区域.CASSCF计算方法确定低单重和三重激发态、势能面锥形交叉点和系间窜跃点的激发能.共振拉曼光谱强度模式分析和CASSCF计算获得了DMAMP的A一带短时结构动力学和其后的衰变动力学表明,C1=06和C2=C3之间的瞬时去共轭效应发生在S2(ππ^*)态的Franck—Condon区域,激发态电荷重分布机制表明,C3和二甲氨基之间以及C1和C2之间的共轭增强效应发生在波包离开Franck-Condon区域后.C1=06和C2=C3之间的去共轭效应使得-C3=N(CH3)2沿着C2-C3键旋转更加容易,C1-C2之间以及C3和N(CH3)的共轭增强效应使得绕C1-C2和C3-N5旋转变得比较困难.这些表明DMAMP初始结构动力学沿着CI-1(S2/S0)交叉点展开,而沿CI-2(S2/S0)和[CI-3(S2/S0)交叉点展开的几率可以忽略,提出了DMAMP分子受光激发从S2,FC(ππ^*)经由各锥形交叉点和各系间窜跃点回到S0或T1,min的两个衰变通道。  相似文献   

8.
用B3LYP, MP2和CASSCF方法, 采用cc-pVDZ和6-31++G**基组, 研究了硫代乙酰胺在基态和最低三态上消除硫化氢以及其它光解离反应, 并考虑了单个溶剂分子参与反应对质子迁移反应的影响, 得到了消除硫化氢反应的反应机理, 计算结果可以很好地解释实验结果. 进而用CASSCF方法计算了第一激发单态上的各驻点, 以及各交叉点. 计算结果表明, 在S1和T1态上发生除分子内转动以外的化学反应的可能性比较小, 当分子被激发到S2态上时, 将通过S2/S1交叉点到S1态, 在S1态上的分子有两条途径去活化, 通过S1/S0交叉点到热基态, 通过S1/T1交叉点系间窜越到T1态. 因而得出CH3CSNH2发生光解离反应的可能性不大. 基于此, 可将硫代酰胺结构引入蛋白或多肽中, 有望在不破坏分子整体结构的情况下对其进行光化学研究.  相似文献   

9.
用密度泛函理论中的UB3LYP方法, 对W采用相对论校正赝势基组(SDD), 对C、O采用6-311+G(3d)基组, 研究了气相中不同自旋态W+活化CO2分解的反应机理. 计算结果表明, W+活化CO2分解反应以六重态进入反应通道, 经过六重态势能面到四重态势能面的系间窜越(ISC),最后产物WO+和CO以四重态离开反应通道. 运用Harvey方法优化出最低能量交叉点(MECP), 并计算了MECP处的自旋-轨道耦合(SOC)常数(494.95 cm-1), 势能面的交叉和在MECP处较强的自旋-轨道耦合作用降低了自旋禁阻反应能垒, 为反应提供了一条低能反应路径, 反应总放热量为122.33 kJ·mol-1.  相似文献   

10.
梁国明  任译 《化学学报》2005,63(23):2163-2168
采用超分子-连续介质(PCM)模型,在密度泛函B3LYP/6-311++G**水平上对水溶液中亚硝基甲烷异构化反应的机理进行了理论研究.结果表明,在水溶液中亚硝基甲烷可以通过两条反应途径(Ⅰ和Ⅱ)经质子迁移得到更稳定的重排产物--反式甲醛肟,但优势反应途径与在气相反应不同.在水溶液中亚硝基甲烷异构化反应最有可能的途径Ⅰ是通过氢迁移先生成顺式甲醛肟,然后绕N-O键旋转生成更稳定的反式甲醛肟.并且由于水分子的催化作用使得反应活化能从气相中240.6和196.2 kJ/mol分别降低至水溶液中的61.7和92.1 kJ/mol.  相似文献   

11.

Abstract  

The cistrans isomerization pathways of 3,3′-azobenzene disulphonate in the S0 and T1 states are studied by DFT method at the B3LYP/6-31G(d,p) level. In the S0 state, the cistrans isomerization concerns the complex pathway that is characterized by the inversion of one NNC angle combined with rotation around the NC bond, and the three sequential transition states are also found on the potential energy profile. Therefore, the cistrans isomerization of 3,3′-azobenzene disulphonate can be understood in terms of a pathway involving successive rotation, inversion, and rotation processes. The energy barrier of the S0 state is 22.79 kcal mol−1. In the T1 state, the isomerization mainly concerns the rotational pathway around the NN double bond, and the two isomers are connected through only one transition state. The isomerization of the T1 state is related to a lower energy barrier, 5.02 kcal mol−1, but requires a change in spin-multiplicity.  相似文献   

12.
A series of azobenzenes was studied using ab initio methods to determine the substituent effects on the isomerization pathways. Energy barriers were determined from three-dimensional potential energy surfaces of the ground and electronically excited states. In the ground state (S(0)), the inversion pathway was found to be preferred. Our results show that electron donating substituents increase the isomerization barrier along the inversion pathway, whereas electron withdrawing substituents decrease it. The inversion pathway of the first excited state (S(1)) showed trans --> cis barriers with no curve crossing between S(0) and S(1). In contrast, a conical intersection was found between the ground and first excited states along the rotation pathway for each of the azobenzenes studied. No barriers were found in this pathway, and we therefore postulate that after n --> pi (S(1) <-- S(0)) excitation, the rotation mechanism dominates. Upon pi --> pi (S(2) <-- S(0)) excitation, there may be sufficient energy to open an additional pathway (concerted-inversion) as proposed by Diau. Our potential energy surface explains the experimentally observed difference in trans-to-cis quantum yields between S(1) and S(2) excitations. The concerted inversion channel is not available to the remaining azobenzenes, and so they must employ the rotation pathway for both n --> pi and pi --> pi excitations.  相似文献   

13.
利用密度泛函理论(DFT)和从头算分子轨道理论对L-缬氨酸的旋光异构光反应机理进行了研究. 分别用B3LYP和MP2方法在6-311++G(d, p)基组级别上全优化得到了S0和T1态反应路径上的反应物、产物、中间体以及过渡态结构的几何构型, 给出了反应能垒, 利用含时密度泛函理论(TD-DFT)中的B3LYP/6-311++G(d, p)方法优化得到了S1态反应路径上的平衡态几何构型. 通过分析反应途径上各个驻点的几何构型特征, 确定了L-缬氨酸在激发态可能通过手性碳上的氢原子以羰基氧或氨基氮为中转媒介发生质子迁移来完成旋光异构反应. 进一步用自洽反应场理论中的极化连续模型(PCM)方法探讨了溶剂化效应对旋光异构反应机理的影响.  相似文献   

14.
赵丽  刘鲲  戴年珍  李宗和 《化学学报》2002,60(4):600-605
在异氰酸光解势能面研究的基础上,计算了不同电子态热能面交叉点S_1/T_1 处S_1 → T _1的态-态积累跃迁速率k_(S_1→T_1),S_1/S_0处S_1 → S_0的跃迁 速度k_(S_1→S_0),结果表明,在交叉点处态-态跃迁速度非常大,可以认为高能 态在交叉点可以直接跃迁到低能态。据此我们又根据单分子微正则过渡态理论计算 了不同光解波长下S_1态和T_1态的光解反应速度k_反~(S_1)(E)和k~(T_1)(E) 和S_1态反-顺异构化的反应速率。在光解波长为230 nm时,k_(T_1)/k_(S_1) = 9. 48,与实验值为5相接近;在低能时k~(T_1) > k_反~(S_1),获得了和实验相一致 的结果。  相似文献   

15.
The inversion and rotation mechanisms for the isomerization of Feringa’s bithioxanthenes existing in two conformations, up/up and up/down, have been calculated at the B3LYP/6-31G(d) and B3LYP/6-311++G(d,p) levels. The inversion mechanism that maintains the double bond nature of the central bond is a classical one but the rotation mechanisms that break the double bond to form a biradical needs to explore the singlet and triplet states. To do this we have removed the four fused phenyl rings of bithioxanthene and calculated at the CASSCF and CASPT2 levels bis(4H-thiopyran) proving that B3LYP calculations yield reasonable results for the rotation barriers.  相似文献   

16.
Theoretical calculations (B3LYP/6-311+G(3df,2p)//B3LYP/6-31G) of the 1,3 migration of NR(2) transforming alpha-oxoketenimines 1 to alpha-imidoylketenes 3 and vice versa indicate that this process is a pseudo-pericyclic reaction with a low activation energy (NH(2) 97 kJ mol(-1), N(CH3)(2) 62 kJ mol(-1)). The oxoketenimines were found to be more stable (by 18-35 kJ mol(-1)) which is in line with experimental observations. The hindered amine rotation in the amide and amidine moieties adjacent to the cumulenes are important in the migration of the NR(2) group, as one of the rotation transition states is close to the 1,3 migration pathway. This gives an interesting potential energy surface with a valley-ridge inflection (VRI) between the orthogonal hindered amine rotation and 1,3 migration transition states. The imidoylketene may also undergo ring closure to an azetinone 5; however, this is metastable, and under the conditions that allow the 1,3-migration, the oxoketenimine 1 will be favored. The imine NH E/Z-interconversion of the ketenimine group takes place by inversion and has a low activation barrier ( approximately 40 kJ mol(-1)). In all the amidines examined the E/Z-interconversion of the imine function was predicted to be by rotation with a high barrier (>80 kJ mol(-1)), in contrast to all other reported imine E/Z-interconversions which are by inversion.  相似文献   

17.
在密度泛函理论B3LYP/6-311++G(d,p)及MP2/6-311++G(d,p)水平上研究了单电子锂键复合物Y…Li-CH_3[Y=CH_3,CH_2CH_3,CH(CH_3)_2,C(CH_3)_3]的结构与性质.结果表明,三种单电子锂键复合物H_3CH_2C…Li-CH_3(Ⅱ),(H_3C)_2HC…Li-CH_3(Ⅲ)和(H_3C_3)_3C…Li-CH_3(Ⅳ)单电子锂键强度依Ⅱ(-26.7 kJ·mol~(-1))<Ⅲ(-30.2 kJ·mol~(-1))<Ⅳ(-32.8 kJ·mol~(-1))的顺序递增,相对于单体Li-CH_3,复合物Ⅱ,Ⅲ及Ⅳ中Li-CH_3键虽然拉长,但其伸缩振动频率出现了反常的蓝移,且蓝移程度依次增大,分别为15.1,18.9和20.5cm~(-1).供电子体中甲基数目的递增加强了这种单电子弱键作用,而若电子受体LiH中H被CH_3取代,则减弱了弱键相互作用.利用自然键轨道(NBO)及分子中原子(AIM)分析进一步对体系的弱键相互作用进行了探讨.  相似文献   

18.
2-巯基吡啶质子迁移过程的理论研究   总被引:2,自引:2,他引:2  
采用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G**基组水平上,计算并考察了2-巯基吡啶分子硫醇式结构和硫酮式结构进行结构互变质子迁移过程中的4种可能途径:(a)分子内质子迁移,(b)水助质子迁移,(c)同种二聚体双质子迁移和(d)异种二聚体间双质子迁移.计算结果表明,途经c所需要的活化能最小(9.73 kJ.mol-1,逆反应则为55.28 kJ.mol-1),而过程a所需要的活化能最大(106.02 kJ.mol-1),途径b和d的活化能居中间(分别为32.05和15.91 kJ.mol-1).研究还表明,氢键在降低反应活化能方面起着重要的作用.  相似文献   

19.
The isomerization of 1-butene to trans-2-butene catalyzed by 5-H proton of 1-ethyl-3-methyl-imidazolium fluoride (EMImF) has been studied with density functional theory of quantum chemistry. The equilibrium states geometries and transition state geometry are optimized at the levels of B3LYP/6-31G(d,p) and B3LYP/6-311++G(d,p), respectively. The apparent activation barrier of isomerization is about 208 kJ/mol theoretically. It indicates that the 5-H proton on the imidazole ring of EMImF has certain catalytic activity to the butene double bond isomerization, which is similar to that of the 4-H proton. According to the data of intrinsic coordinate path, it can be determined that the isomerization is an elementary course and the hydrogen exchange of butene with EMImF is synergetic.  相似文献   

20.
用CASSCF方法以6-31G基组研究了2-甲基噻吩光异构化为3-甲基噻吩的光化学反应和基态(S0)及三重激发态(T1)的相关势能面.反应主要发生在三重态(T1)上,其间经历了两个双自由基,1个三元环中间体及4个过渡态.沿着反应路径找到了2个T1/S0势能面交叉点,其结构都类似于双自由基.在第二个T1/S0势能面交叉点附近由T1向S0的系间窜越(ISC)最为有利.  相似文献   

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