几个硫-叶立德反应机理的量子拓扑研究

采用MP2(FC)/6-311++G(d,p)对硫叶立德和类硫叶立德自由基反应机理进行了探讨。优化了中间体、过滤态和产物的几何构型。本文侧重从量子拓扑学的角度,对IRC(内禀反应坐标)反应进程中各点进行电子密度拓扑分析,讨论了反应过程中化学键的断裂、生成和化学键的变化规律。找到了这类反应的能量过渡态和结构过渡态,上述两个反应都是先经历一个没有形成三元环拓扑结构的能量过渡态,再经历一个形成了三元环拓扑结构的结构过渡态,最后到达产物。     

几个硫-叶立德反应机理的量子拓扑研究

采用MP2(FC)/6-311++G(d,p)对硫叶立德和类硫叶立德自由基反应机理进行了探讨。优化了中间体、过滤态和产物的几何构型。本文侧重从量子拓扑学的角度,对IRC(内禀反应坐标)反应进程中各点进行电子密度拓扑分析,讨论了反应过程中化学键的断裂、生成和化学键的变化规律。找到了这类反应的能量过渡态和结构过渡态,上述两个反应都是先经历一个没有形成三元环拓扑结构的能量过渡态,再经历一个形成了三元环拓扑结构的结构过渡态,最后到达产物。     

CH2XH→CH3X (X＝O, S, Se)异构化的量子拓扑研究

利用从头算和量子拓扑方法讨论了CH₂XH→CH₃X (X＝O, S, Se)异构化过程的反应机理. 着重从电子密度拓扑分析计算了反应进程中的各点, 讨论了反应进程中键的断裂和生成, 上述反应都经历了三元环过渡结构, 找到了这类反应的"能量过渡态"和"结构过渡态", 且结构过渡态均在能量过渡态之后出现. 三元结构过渡态结构出现的范围与反应热成正比.     

CH2XH→CH3X (X＝O, S, Se)异构化的量子拓扑研究

利用从头算和量子拓扑方法讨论了CH₂XH→CH₃X (X＝O, S, Se)异构化过程的反应机理. 着重从电子密度拓扑分析计算了反应进程中的各点, 讨论了反应进程中键的断裂和生成, 上述反应都经历了三元环过渡结构, 找到了这类反应的"能量过渡态"和"结构过渡态", 且结构过渡态均在能量过渡态之后出现. 三元结构过渡态结构出现的范围与反应热成正比.     

HCN→HNC异构化反应过渡态附近的拓扑特性

电荷密度拓扑分析方法(topological analysis of charge distribution)已经被广泛应用于研究化合物的各种静态性质及反应特性.对IRC反应途径上过渡态附近构型的拓扑性质研究报导较少.本工作是用电荷密度分布的拓扑分析方法对HCN→HNC异构化反应IRC过渡态附近的性质进行了研究.对电荷密度分布拓扑分析和IRC途径确定选用相同的基组,得到了一些新的结论。     

几个P-ylide反应机理的量子拓扑研究

采用MP2(FC)/6-311++G(d,p)对磷叶立德和类磷叶立德自由基反应机理进行了探讨.优化了中间体、过渡态和产物的几何构型,并采用内禀反应坐标法进行追踪.侧重从量子拓扑学的角度,对反应过程中各点进行电子密度拓扑分析,讨论了反应过程中化学键的断裂、生成和化学键的变化规律.上述两个反应都经历三员环过渡态,找到了这类反应的能量过渡态和结构过渡态.     

ClO与ClO自由基反应机理及电子密度拓扑分析

利用密度泛函理论对ClO与ClO自由基反应机理进行了深入理论探讨,在B3LYP/6-311＋＋G（3df）水平上对该反应体系的反应物、中间体、过渡态及产物进行了几何构型优化,对反应通道进行了IRC(内禀反应坐标）路径解析,计算了沿各反应通道的能垒和离解能,并进行了零点能校正.从量子拓扑学的角度,对反应通道IRC途径上一些重要点进行了电子密度拓扑分析,讨论了反应过程中化学键的断裂、生成以及键的变化规律,找到了反应途径的能量过渡态和结构过渡态.     

IClO2异构化反应机理及电子密度拓扑研究

利用密度泛函理论方法研究了IClO2异构化反应机理. 优化得到了七种异构体, 其中OIClO和IClOO还未见报道, 对各异构体的热力学稳定性进行了比较. 找到了异构化过程的过渡态, 并通过内禀反应坐标(IRC)计算确认了各个异构体之间的相互转化关系. 从量子拓扑学的角度, 对典型异构化反应通道IRC途径上的各点进行了电子密度拓扑分析, 讨论了反应过程中化学键的断裂、生成以及化学键的变化规律, 找到了反应途径上的能量过渡态(ETS)和结构过渡态(STS).     

Cl原子与CH2SH自由基反应机理及电子密度拓扑研究

采用MP2(Full)/6-311G(d,p)和B3LYP/6-311G(d,p)找到了反应Cl＋CH₂SH→HCl＋CH₂S的两个可能的反应通道, 得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率. 对反应进程中若干关键点进行了电子密度拓扑分析, 讨论了反应进程中键的断裂、生成和化学键的变化规律, 找到了该反应的结构过渡区(结构过渡态)和能量过渡态, 发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

Cl原子与CH2SH自由基反应机理及电子密度拓扑研究

采用MP2(Full)/6-311G(d,p)和B3LYP/6-311G(d,p)找到了反应Cl＋CH₂SH→HCl＋CH₂S的两个可能的反应通道, 得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率. 对反应进程中若干关键点进行了电子密度拓扑分析, 讨论了反应进程中键的断裂、生成和化学键的变化规律, 找到了该反应的结构过渡区(结构过渡态)和能量过渡态, 发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

BrO与CH3SH反应机理的量子化学及拓扑研究

利用密度泛函和电子密度拓扑分析方法对BrO与CH₃SH反应的微观机理进行了理论研究. 在B3LYP/6-311G (d, p)水平上对反应势能面上的各驻点进行几何构型的全优化; 振动分析和IRC计算证实了中间体和过渡态的真实性和相互连接关系; 计算得到了各反应通道的活化能, 并进行了零点能校正. 计算结果表明: 该反应存在7个反应通道, 其中生成CH₃S＋HOBr和CH₃SO＋HBr的通道为主要反应通道. 通过对反应过程中部分驻点的电子密度拓扑分析, 首次发现了接近平面的四元环状过渡态, 从而拓展了原来对环状结构过渡态定义的适用范围.     

硅甲基氮烯异构化反应途径的量子拓扑研究

根据文献报道的硅甲基氮烯 (H3 Si—N)异构化为硅甲基亚胺 (H2 Si—NH)的动力学过程 ,采用RHF和UHF/ 6 31G 重新计算了上述的单、三重态反应的IRC途径 ,得到了新的结论 .着重从电子密度拓扑分析计算了反应进程中的各点 ,讨论了反应进程中键的断裂和生成 ,上述反应经历了三元环过渡结构 ,找到了对于这类反应的“结构过渡区”和“结构过渡态” .进一步证明了作者曾提出的结构过渡态超前和滞后能量过渡态条件的结论 .同时找到了自旋密度分布的变化与结构过渡区的联系 .     

CH2ClO与NO反应机理的理论研究

采用B3LYP,MP2方法在6-31 (d,p)和6-311 G(d,p)水平研究了CH2ClO自由基与NO反应的微观机理,找到了三个可能的反应通道.并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率.成功地解释了Wu等的实验结论.从电子密度拓扑分析的角度,讨论了化学反应过程中化学键的变化规律,为实验研究大气化学反应提供理论依据.找到了该反应的结构过渡态(结构过渡区)和能量过渡态,发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

BrO与CH3SH反应机理的量子化学及拓扑研究

利用密度泛函和电子密度拓扑分析方法对BrO与CH₃SH反应的微观机理进行了理论研究. 在B3LYP/6-311G (d, p)水平上对反应势能面上的各驻点进行几何构型的全优化; 振动分析和IRC计算证实了中间体和过渡态的真实性和相互连接关系; 计算得到了各反应通道的活化能, 并进行了零点能校正. 计算结果表明: 该反应存在7个反应通道, 其中生成CH₃S＋HOBr和CH₃SO＋HBr的通道为主要反应通道. 通过对反应过程中部分驻点的电子密度拓扑分析, 首次发现了接近平面的四元环状过渡态, 从而拓展了原来对环状结构过渡态定义的适用范围.     

XNCS→XSCN (X=Cl,Br)异构化的实验与量子化学研究

捕获得到了纯净化合物ClSCN和BrSCN紫外光电子能谱图，OVGF方法计算的ClSCN和BrSCN的电离能与实验值吻合很好，并用该方法首次预测了ClNCS和BrNCS的电离能．讨论了XNCS→XSCN(X=Cl，Br)的异构化过程，首次优化得到了四元环过渡态的构型．着重从电子密度拓扑分析计算了反应进程中的各点，讨论了反应进程中键的断裂和生成，上述反应都经历了三元环过渡结构，找到了这类反应的“能量过渡态”和“结构过渡态”．     

CH2ClO与NO反应机理的理论研究

采用B3LYP, MP2方法在6-31＋(d,p)和6-311＋＋G(d,p)水平研究了CH₂ClO自由基与NO反应的微观机理, 找到了三个可能的反应通道. 并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率. 成功地解释了Wu等的实验结论. 从电子密度拓扑分析的角度, 讨论了化学反应过程中化学键的变化规律, 为实验研究大气化学反应提供理论依据. 找到了该反应的结构过渡态(结构过渡区)和能量过渡态, 发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

PCl3水解反应机理的理论研究

用密度泛函理论对PCl3水解反应机理进行了研究.优化了反应物、产物、中间体及过渡态的几何构型,通过频率计算和内禀反应坐标分析对过渡态结构及连接性进行了验证,对反应物、产物、中间体及过渡态的总能量进行了零点能校正,得到了各步水解反应的活化能.研究表明,PCl3同时发生亲电和亲核水解反应机理更易进行.     

CH3NO2异构化反应的理论研究

利用密度泛函和电子密度拓扑分析方法对CH3NO2 (NM)的异构化反应进行了研究。 找到了九种可能的异构体和八个反应通道。通过内禀反应坐标(IRC)分析确认了过渡态与异构体之间的连接关系。计算结果表明,在CH3NO2→CH3ONOt反应过程中,过渡态为紧密结构(在整个反应过程中CH3NO2没有分解为CH3 和NO2 ),与Arenass等人的结论一致。在CH3NOOc→CH2NOOH反应过程中,存在有一个含有四元环→五元环→四元环→五元环变化过程的结构过渡区,这也是在反应过程中首次发现五元环状过渡结构。     

重叠式乙烷构象是过渡态吗*

从化学和数学的角度指出乙烷的重叠式构象是过渡态而不是稳定构象,剖析分子旋转异构过程中的构象变化过渡态的本质。同时,采用Python语言编程实现了过渡态搜索算法并开展了乙烷旋转构象变化过渡态的自动搜索,成功得到旋转过渡态-重叠式乙烷结构,加深了对重叠式乙烷构象是乙烷旋转构象变化过程过渡态的理解和认识。     

氧原子与二硫化碳反应的机理

用从头计算法、内禀反应坐标和电子密度拓扑分析方法研究了3P态氧原子与二硫化碳的反应.找到了分别形成CS SO,S OCS和S2 CO三个反应通道上的极小点和过渡态.采用UHF/631G进行几何构型优化,并在UMP2/631G水平上进行能量校正.三个反应通道上的稳定点和过渡态都经内禀反应坐标(IRC)跟踪得以确认,并用电子密度拓扑分析方法考察了反应过程中化学键的变化.计算结果表明,反应过程中所有稳定点和过渡态都具有Cs对称性,即对每个反应通道而言在整个反应过程中分子始终保持在同一平面内.在三个反应通道中,第一个反应通道O CS2→CS SO由于具有较小的活化能而更容易发生,与实验结果相一致.文中对反应机理进行了较详细的讨论.