N(4S)+CH3X(X=Cl、Br)反应机理的理论研究

利用abinitio方法对N(4S)+CH3X(X=Cl、Br)反应进行了理论研究,在MP2/6311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、过渡态和产物的几何构型和谐振频率,在MP2/6311++G(3df,2p)和QCISD(T)/6311+G(d,p)水平上进行单点能计算,并用G2MP2方法计算了所有物种的能量.计算结果表明,反应存在三条反应通道:H抽提反应通道a、Cl或Br抽提反应通道b和替代反应通道c.对于N(4S)+CH3Cl反应,a反应通道是主反应通道,b和c反应通道在反应中有少量贡献.对于N(4S)+CH3Br反应,a反应通道是主反应通道,b和c反应通道在反应中有一定的贡献.     

SiH3+O(3P)反应机理的理论研究

利用abinitio方法对SiH3+O(3P)反应进行了理论研究,在MP2/6-311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,并在QCISD(T)/6-311+G(d,p)水平上进行单点能计算.计算结果表明,SiH3+O(3P)→IM1→TS3→IM2→TS8→HOSi+H2为主反应通道,其他可能存在的次要产物有HSiOH+H、H2SiO+H和HSiO+H2.HOSi、HSiO和HSiOH(cis)还可能进一步解离生成SiO.另外,计算结果对SiH4+O(3P)反应机理中存在的争议给出了可能的解释,认为Withnall等人在实验中观察到的产物HSiOH、H2SiO和SiO并不是SiH4+O(3P)反应的直接产物,而是来自副反应SiH3+O(3P).     

CH3CH2+O(3P)反应机理的理论研究

利用abinitio方法对CH3CH2+O(3P)反应进行了理论研究,在MP2/6311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型和谐振频率,并在QCISD(T)/6311+G(d,p)水平上进行单点能计算.计算结果表明:CH2O+CH3、CH3CHO+H和CH2CH2+OH是主要反应产物,其中CH2O+CH3主要来自反应通道A1:(R)→IM1→TS3→(A),CH3CHO+H主要来自反应通道B1:(R)→IM1→TS4→(B),CH2CH2+OH主要来自直接抽提反应通道C1和C2:(R)→TS1(TS2)→(C).计算结果同时表明该反应生成CO的通道能垒是非常高的,CO应该不是主要产物.     

硝基甲烷异构化反应势能面的ab initio研究

在B3LYP/ 6 311++G(2d ,2p)水平上 ,优化得到硝基甲烷CH3 NO2 的 10种异构体和 2 3个异构化反应过渡态 ,并用G2MP2方法进行了单点能计算 .根据计算得到的G2MP2相对能量 ,探讨了CH3 NO2 势能面上异构化反应的微观机理 .研究表明 ,反应初始阶段的CH3 NO2 异构化过程具有较高的能垒 ,其中CH3 NO2 的两个主要异构化反应通道 ,即CH3 NO2 →CH3 ONO和CH3 NO2 →CH2 N(O)OH的活化能分别为 2 70 .3和 2 6 7.8kJ/mol,均高于CH3 NO2的C -N键离解能 .因而 ,从动力学角度考虑 ,CH3 NO2 的异构化反应较为不利 .     

CH3与NO2的反应

用时间分辨傅立叶红外光谱法和量子化学计算，研究了CH3自由基与NO2的基元反应．由248 nm激光光解CH3Br或CH3I得到CH3自由基．首次观测到了振动激发的产物OH、HNO和CO2．另一产物NO也被证实．由此确定了反应通道CH3O+NO，CH2NO+OH 和HNO+H2CO．其中CH3O+NO是主要的反应通道．还用CCSD(T)/6-311++G(df,p)//MP2/6-311G(d,p)的方法对上述通道的机理在理论上做了研究．理论计算的结果与实验观察相符．     

CH3+NO的反应机理和动力学研究

在G2(B3LYP/MP2/CC)理论水平上研究了CH3自由基与一氧化氮分子(NO)的反应.计算了反应体系最低势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量,全面研究了此反应的反应机理及各个可能的反应通道;利用多通道TST RRKM理论计算了300～2500K的总包反应速率常数的温度效应、压力效应和各反应通道的分支比.详细讨论了活化分子碰撞失活对反应速率的贡献,计算结果和实验数据符合得较好.     

C2（a 3Πu）+NO 的反应机理研究

在G2 (CC ,MP2 )理论水平上研究了C2 (a3 Πu)自由基与NO分子的反应 .计算了反应体系最低二重态势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量 ,揭示了此反应存在两种反应机理 :由NO中的O原子进攻C2 自由基形成CCON中间体的CCON机理和NO中的N进攻C2 自由基形成CCNO中间体的CCNO机理 ,分析了对应与这两种反应机理的五个可能的反应通道 ,得出了由NO中的N原子进攻3 C2 自由基 ,生成中间体CCNO自由基 ,最终得到产物CN +CO的通道是最有利的通道 .     

SiX2(X=H,F)分子的结构与势能函数

应用QCISD/6-311++G(3df,3pd)和B3P86/6-311++G(3d2f)对SiH2,SiF2的结构进行了优化,优化出SiH2分子的稳定构型为C2v,电子态为1A1,其平衡核间距Re=0.15149 nm、键角∠HSiH=92.5025°,离解能为3.7098 eV.SiF2分子的稳定构型为C2v,电子态为1A1,其平衡核间距Re=0.16014 nm、键角∠FSiF=100.7079°、离解能为14.1391eV.并对它们的力常数及谐振频率进行了进一步的计算.在推断出SiX2(X=H,F)的离解极限的基础上,应用多体展式理论方法,导出了基态SiX:(X=H,F)分子的解析势能函数,该势能表面准确地再现了SiX:(X=H,F)分子的结构特征和能量变化.分析讨论势能面的静态特征时得到SiH+H-SiH2反应中存在鞍点,活化能为192.971 kJ/mol,为有阈能的反应.而SiF+F→SiF2反应中没有鞍点,是无阈能的反应.     

GeX2(X=F,Cl)与甲醛环加成反应机理的理论研究

在从头算方法HF/6311+G水平上研究了单重态GeX2(X=F,Cl)与甲醛的环加成反应,找到了反应的中间配合物和过渡态,并在MP4(SDTQ)/6311+G计算水平上进一步进行单点算,对得到的复合物以振动频率确认其驻点性质(过渡态和稳定态),讨论了其反应机理.结果表明,二氟锗烯与甲醛的环加成反应分两步进行,第一步生成中间配合物,是一个无势垒的放热反应;第二步是中间配合物异构化为产物%D二氟锗杂环氧甲烷,计算的反应势垒为196.4kJ/mol,是整个反应发生的控速步骤.而在二氯锗烯与甲醛环加成反应中,对应的控速步骤的能垒仅为125.7kJ/mol.与二氟硅烯与甲醛环加成反应相比,二氟锗烯与甲醛的环加成反应速率要慢一些,而二氯锗烯与甲醛环加成反应速率则与其相当.     

硝酸溴与三重态氧原子反应机理的密度泛函研究

用密度泛函理论方法 (B3LYP) ,在 6 311+G(d ,p)水平上对硝酸溴与三重态氧原子的反应进行了研究 ,计算了反应中各驻点物种的平衡构型、振动频率、总能量和零点能 (ZPE) .对计算得到各可能反应途径的过渡态经内禀反应坐标分析加以了证实 ,对反应途径中的键长和能量的变化作了IRC解析 .在B3LYP优化的基础上利用了耦合簇理论方法 (CCSD(T) )在 6 311+G(d ,p)水平上对各驻点物种的单点能进行了修正 .研究表明 ,存在三种可能的反应途径 ,其产物分别为 :cis BrONO和 3 O2 、trans BrONO和 3 O2 以及BrOO和NO2 .其中第三个通道由于活化能垒较低 ,是主要反应 .     

Kinetics and mechanism of intramolecular aldol condensation of 2,5-hexadione, a DFT and MP2 study

A theoretical study of kinetics and mechanism of intramolecular aldol condensation of 2,5-hexadione was performed using DFT methods at B3LYP and MP2 levels of theory using 6-311g, 6-311g*, 6-311G**, 6-311++G and 6-311++G** basis sets. Equilibrium molecular geometries and harmonic vibrational frequencies of the reactant, transition states, and products were calculated. Two reaction paths were studied. The considered rate constants and activation thermodynamic parameters were calculated. The results indicated a fairly good agreement with experimental data. It was demonstrated that the five member ring is the most stable one for all calculations. These calculations showed that the reaction proceeds through an asynchronous concerted mechanism.     

双自由基CH燃烧反应机理的研究

应用量子理论从头算和密度泛函理论(DFT)对双自由基CH(X2Π)与O2(X3∑g-)的反应机理进行了研究.在B3PW91/6-311G**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,并计算了零点能和过渡态的虚频率.并由B3PW91/6-311G**给出了各物种的总能量.计算表明,反应物中自由基CH与O2反应主要在二重态势能面上进行,CH中的C原子可以插在O2分子中两个氧原子中间形成中间体1(2HCO2),中间体1(2HCO2)可以经过不同的反应通道形成不同的产物P1(1CO2 2H)和P2(1CO 2OH),各反应通道的反应热的计算与实验值吻合较好.     

CH3CH2+N(4S)反应机理的理论研究

利用abinitio方法对CH3CH2+N(4S)反应进行了理论研究,在MP2/6-311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型和谐振频率,并在QCISD(T)/6-311+G(d,p)水平上进行单点能计算.计算结果表明,CH2CH2+3NH和H2CN+CH3是此反应主要产物,CH3CHN+H是此反应次要产物.产物CH2CH2+3NH主要来自直接氢抽提反应通道,H2CN+CH3来自加成-解离反应通道,CH3CHN+H来自加成-解离反应通道.     

密度泛函方法研究气相胞嘧啶的互变异构化

分别采用7种基组、3种理论方法对胞嘧啶异构体Cyt1的结构进行优化,通过与Cyt1的实验结果进行比较,选取了适合研究胞嘧啶分子的B3LYP/6311+G方法.用该方法对胞嘧啶分子的8种异构体构型进行了充分优化,研究了其中能量较低的6种胞嘧啶异构体的互变异构化过程.对于得到的所有优化构型都进行了频率分析.对于基态构型,所有的频率都是正的;对于过渡态构型,只有一个虚频.同时,做了详尽的内禀反应坐标计算,以保证所得到的过渡态连接相应的始末异构体.所有给出的能量都已做了零点能校正.理论研究结果可以对已有的实验结果给予合理解释.     

CH2F自由基与HNCO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)基组水平上研究了CH2F自由基与HNCO的微观反应机理,优化了反应过程中的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,通过振动分析验证了所有可能的过渡态;并且还在QCISD(T)/6- 311 G**//B3LYP/6-311 G(d,p)机组水平上计算了相应单点能．找到了CH2F自由基与HNCO反应的7条可行的反应通道,对结果的分析表明,CH2F HNCO→TS8→IM5→TS9→IM4通道的控制步骤活化能最低,是该反应的主要通道．     

Theoretical investigation of the photochemical reaction mechanism of cyclopropenone decarbonylation

The gas-phase decomposition mechanism of the photochemical and thermal reaction of cyclopropenone leading to carbon monoxide and acetylene has been investigated theoretically. We employed the B3LYP, MP2, and CASSCF methods with the 6-311?+?G** basis set to determine the pathways and the potential energy surface (PES) of this reaction. PES minima were characterized by the absence of any imaginary frequencies and compared with the transition states that contained single imaginary frequencies. The intrinsic reaction coordinate (IRC) method was used to find the minimum energy paths in which reactants and products were connected to the transition states. Activation barrier, thermodynamic, and IRC analyses were performed using the above three methods. Our computations indicated that the decomposition of cyclopropenone proceeds through a stepwise mechanism containing two transition states (TS1 and TS2) and an intermediate. The results show that TS1, the critical transition state, determines the rate of the cyclopropenone decomposition reaction. Therefore, we employed natural bond order (NBO) calculations to probe the structure of the intermediate. The calculations showed that the intermediate has resonance structures containing a carbene and a zwitterion. Our results are in good agreement with previous theoretical and experimental studies.     

The theoretical study on the potential energy curves for X^1 ∑^＋, A^1 ⅡI and C^1 ∑^- states of SiO molecule

This paper applies the symmetry-aziapted-cluster/symmetry-adapted-cluster configuration-interaction （SAC/SACCI） method to optimize the structures for X^1∑^＋, A^1 Ⅱ and C^1 ∑^- states of SiO molecule with the basis sets D95＋＋, 6-311＋＋G and 6-311＋＋G^＊＊. Comparing the obtained results with the experiments, it gets the conclusion that the basis set 6-311＋＋G^＊＊ is most suitable for the optimal structure calculations of X^1.∑^＋, A^Ⅱ and C^1∑^- states of SiO molecule. The whole potential energy curves for these electronic states are further scanned by using SAC/6-311＋＋G^＊＊ method for the ground state and SAC-CI/6-311＋＋G^＊＊ method for the excited states, then use a least square method to fit Murrell~Sorbie functions, at last the spectroscopic constants and force constants are calculated, which are in good agreement with the experimental data.     

气相中Fe+催化CO与N2O循环反应的理论计算研究

采用密度泛函UB3LYP/6–311+G(2d)方法计算研究了Fe+在基态和激发态与CO与N2O反应的反应机理。全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用频率分析方法和内禀反应坐标（IRC）方法对过渡态进行了验证,并用UB3LYP/6–311++G(3df,3pd)、单点垂直激发等方法分别进行各驻点单点能校正,四重态和六重态反应势能面交叉点CP确定,计算结果表明,该反应为两步反应,且反应机理都为插入—消去反应,势能面上的两个交叉点能够有效的降低反应的活化能,这在动力学和热力学上都是有利的。