三氯乙烷与氟原子的反应机理研究和速率常数计算

采用双水平直接动力学方法研究了反应CH3CCl3+F→CH2CCl3+HF的反应机理和动力学性质;在MPW1K/6-311+G(d,p)水平上优化了所有稳定点的几何构型,并通过频率分析进行了验证;随后在MCG3-MPWPW91//MPW1K水平上进行了能量校正,并利用变分过渡态理论,在MCG3-MPWPW91//MPW1K/6-311+G(d,p)水平上计算了反应在200～2 000K温度区间内的速率常数.结果表明,反应物CH3CCl3属于Cs点群,-CH3基团上的3个H原子等同,反应存在单个氢迁移反应通道.     

三氟乙烷与氟原子氢提取反应的动力学研究

采用双水平直接动力学方法研究了氢提取反应CH3CF3+F→CH2CF3+HF的反应机理.首先用MPW1K/6-311+G(d,p)方法优化了驻点的几何构型,并在相同水平上进行了频率分析,利用内禀反应坐标理论获得了最小的反应能量途径;随后,为了得到更准确的能量信息,采用MCG3-MPWPW91//MPW1K方法进行了单点能量校正;最后,根据变分过渡态理论计算了该反应在200² 000K温度范围内的速率常数.结果表明,理论计算值与已有的实验值吻合.     

二氯卡宾与甲醇及甲硫醇插入与氢抽提反应的量子化学计算

利用密度泛函和自然键轨道理论及电子密度拓扑分析方法，对单、三重态CCl2与CH3MH（M=O，S）中C—H和M—H键的插入反应及抽提氢反应进行了研究．在B3LYP／6-311G（d，p）水平上优化了势能面上构型，并以频率分析和内禀反应坐标法进行了确认．计算了各物种的CCSD（T）／6-211G（d，p）能量．结果表明，主反应通道主要发生在单重态势能面中，单重态CCl2既可以与C-H及M—H键发生插入反应，存在四条主反应通道，分别生成P1[CH3OCHCl2，反应Ⅰ（1）]，P3[Cl2HCCH2OH，反应Ⅰ（2）]和PS[CH3SCHCl2，反应Ⅱ（1）]，P7[Cl2HCCH2SH，反应Ⅱ（2）]，也可以与CH3MH发生抽提氢反应，分别生成P4[CH2O＋CH2Cl2，反应Ⅰ（3）]和P8[CH2S＋CH2Cl2，反应Ⅱ（3）]．同时，存在三重态CCl2与CH3SH插入生成^3P4[CH3SCHCl＋Cl]的反应通道．进一步对反应通道上的关键点进行了自然键轨道和电子密度拓扑分析．     

甲烷与N_2~+反应机理的理论研究

利用量子化学理论对CH4和N2+的反应进行了理论研究,分析了反应势能面,得到了4条可能的反应通道.在所有的反应路径中,如果反应物所具有的能量较高,则路径PathP2(1),PathP2(2)和PathP3为主要反应通道,得到的产物应该是P2(CH3+N2H+)和P3(CH3++N2+H);如果反应物所具有的能量较低,则路径PathP1,PathP2(1)和PathP2(2)为主要反应通道,得到的产物应该是P1(CH4++N2)和P2(CH3+N2H+).     

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.     

CH2X(X=H,F,Cl)与臭氧反应机理的量子化学研究

用量子化学UMP2方法,在6-311++G**基组水平上研究了CH2X(X=H,F,Cl)与臭氧反应机理,全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,在UQCISD(T)/6-311++G**水平上计算了它们的能量,并对它们进行了振动分析,以确定中间体和过渡态的真实性.从CH2X(X=H,F,Cl)与O3的反应机理的研究结果看,它们与O3反应的活性都比较强,相对而言,活性大小顺序为CH2F＞CH3＞CH2Cl,也就是说,CH2F自由基与臭氧间的反应活性最强,对大气臭氧的损耗将是最大的.同时研究还发现CH2X(X=H,F,Cl)系列自由基与O3的反应都是强放热反应.     

多氟代烃类的反应II: 氟氯烯烃与三氯化铝的反应

研究了以CFCl2CF2CF=CF2(1)和CFCl2CF=CFCF2(2)为原料与三氯化铝的反应.结果获得重排产品CCl2=CF2CF2CF3(3).结果支持了从1到3的分子间重排反应的机理.在激烈条件下,3进一步与氯化铝反应得到CCl2=CFCCl2CF3(4),CCl2=CClCCl2CF3(5),CCl2=CClCCl2CClF(6),CCl2=CClCCl2CFCCl2(7)和CCl2=CClCCl2CCl3(8).由分离所得产品的结构可推断化合物3中氟原子被氯原子取代的稳定性按以下次序:CF3->CF=>=-CF2CF=.反应条件对产品得率的影响也被讨论了.     

大气中OH引发的有机磷农药MTMPDA降解机理的研究

采用量子化学方法在ωB97XD/6-311++G(3df,2pd)//ωB97XD/6-31+G(d,p)和M062X/6-311++G(3df,2pd)//M062X/6-31+G(d,p)水平下对大气中MTMPDA在OH自由基引发下的反应机理及其产物的后继反应进行理论研究.结果表明MTMPDA+OH反应主要通过OH抽提与N原子相连的—CH3上的H原子、以及抽提与O原子相连的—CH3上的H原子的方式进行.此外,抽提与N原子相连的—CH3上的H原子生成的产物与大气中的O2和NO发生进一步反应并没有导致MTMPDA毒性明显地降低;而抽提与O原子相连的—CH3上的H原子的产物发生一系列后继反应可以降低MTMPDA的毒性.     

连续CO2激光引发的1,1-二氟乙烷与氯的反应

本文报道了CW-CO2激光引发的CF2HCH3与Cl2的反应.除主要产物CF2=CH2外,还有CF2ClCH3. CF2ClCH2Cl. CF2=CHCl. CF2=CCl2和CF2Cl2.为了探索应用激光方法合成CF2=CH2的可能性,研究了激光输出功率. 照射时间. 反应体系中CF2HCH3与Cl2的比例及样品压力对CF2=CH2得率的影响.同时为了探讨反应机理,还进行了TEA-CO2激光引发CF2HCH3加Cl2实验和CW-CO2激光作用下CF2=CH2. CF2=CH2加Cl2的反应研究,令人感兴趣的是在激光照射CF2=CH2时,发现了双键的断裂.     

溶剂对三(苯并咪唑-2-甲基)胺和间苯二胺四乙酸的铜配合物晶体结构的影响

本文利用三(苯并咪唑-2-甲基)胺和间苯二胺四乙酸为配体与硝酸铜在CH3COCH3/CH3OH/H2O混合溶液中反应得到配合物[Cu(ntb)(H2mpda)].0.5CH3COCH3.2H2O(1),在DMF/CH3OH/H2O混合溶液中反应得到配合物[Cu(ntb)(H2mpda)].DMF.CH3OH.2H2O(2)(ntb=三(苯并咪唑-2-甲基)胺,H4mpda=间苯二胺四乙酸)。2个配合物的中心的铜离子分别与1个ntb配体的4个氮原子和1个H2mpda的氧原子配位形成三角双锥的配位构型。受溶剂的影响,配合物中配体的相对位置和构象有较大的区别,配合物2的配位构型更加扭曲。两个配合物均通过氢键连接形成不同的复杂三维网络。     

CCl2自由基与H2O分子反应动力学研究

用213 nm激光光解CCl4产生CCl2自由基，用LP LIF技术测定了室温下基态CCl2自由基与H2O分子的反应速率常数为(5.45±0.95)×10－14 cm3•molecule－1•s－1.在G2MP2理论水平上计算了CCl2＋H2O反应的最低单重态势能面，揭示了插入与加成 消除两种反应机理，得到了三个可能的产物通道:HCl＋HClCO、HCl＋trans ClCOH以及HCl＋cis ClCOH.并用RRKM TST和传统过渡态理论计算了这三个通道的分支比及其温度效应.结果说明在低温下（273 K），插入机理的产物通道的分支比远大于加成 消除机理的产物通道， HCl＋HClCO是主要产物，分支比为77.4％，其次是HCl＋cis ClCOH，分支比为22.6％.而在高温下（3000 K），加成 消除机理的反应通道大于插入机理， HCl＋trans ClCOH分支比为82.3％.     

Ti^＋离子和C2H4分子自旋禁阻反应中C—H键活化机理的理论研究

用密度泛函B3LYP方法,研究了二重态和四重态势能面自旋禁阻反应Ti^＋（^4F,3d^24s^1）＋C2H4→TiC2H2^＋（^2A2）＋H2的微观机理．通过自旋．轨道耦合的计算讨论了势能面交叉点和可能的自旋翻转过程．中间体IM1-^4B2处,四重态和二重态间的旋-轨耦合值为59．3cm^-1．自旋多重度必将发生变化,从四重态系间穿越到二重态势能面形成共价型复合物IM1-^2A1,同时导致四重态势能面的势垒明显降低．到插入中间体IM2后,二重态势能面上有两条不同的反应路径,即分步和协同路径,后者在二重态势能面上得到放热产物TiC2H2^＋（^2A2）＋H2具有较低的活化势垒,4．52kcal／mol,其主反应路径为：Ti^＋＋C2H4→^4IC→IM1—^4B2→4.2ISC→IM1—^2A1→[^2TSins]→IM2-^2A”→[^2TSMCTS]→IM5→TiC2H2^＋（^2A2）＋H2．     

Pt^＋（^2D）催化H2O和CH4制取水煤气循环反应的理论探究

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法和非迭代三激发电子相关耦合簇CCSD（T）方法研究了二重态和四重态势能面上由Pt＋（2D,4F）催化H2O和CH4产生水煤气的循环反应.采用分子轨道（MO）理论和自然键轨道（NBO）理论对最低能量路径的反应势能面作了详细的分析说明.应用Kozuch撰写的能量跨度模型（energetic span model）确定了决定循环反应速率的决速过渡态（TDTS）和决速中间体（TDI）,最后计算了催化剂的转化频率（TOF）以评价催化剂的性能.     

单电子卤键复合体系H3C···Br-Y(Y=H, CN, NC, CCH, C2H3)的作用机制

对单电子溴键复合物H₃C···Br—Y(Y=H, CCH, CN, NC, C2H3)的结构与性质进行了理论研究. 在B3LYP/6-311++G**水平上计算了稳定构型并做了频率分析. BSSE矫正的相互作用能(E^BSSE)和NBO及AIM分析输入的波函数在MP2/6-311++G**水平下完成. 复合物H₃C···Br—Y中, CH₃(供电子体)自由基均提供一未成对电子与Br—Y中Br(受电子体)形成了单电子溴键, 此单电子溴键也具有“三电子”键的特征. 单电子溴键的形成导致甲基H的背向Y弯曲和Br—Y键的拉长及红移单电子溴键复合物的产生. 考察了电子受体中不同取代基, C(spⁿ)-Br杂化及溶剂的存在对复合物作用的影响, 将单电子氢键, 单电子卤键和单电子锂键的作用强度做了对比, 进一步对Popelier提出的氢键体系中的前三个重要拓扑指标在单电子溴键体系中的重现性进行了探讨.     

H＋CH2CO反应机理的G2计算

分别在UQCISD/6-311G(d,p)和G2理论计算水平上，对CH2CO和H反应可能存在的四条反应通道进行了研究，详细分析了每个通道的反应机理;通过振动分析的虚频数和内禀反应坐标(IRC)计算,确认了反应涉及的每一个过渡态.通过反应位能剖面的比较，发现经过一个中间体生成CH3＋CO的一条途径是主反应通道，该通道是个放热反应，总焓变为－146.07 kJ•mol－1，速控步骤的位垒为55.09 kJ•mol－1.理论计算结果较好地解释了实验观察到的主要产物和副产物并存的现象。     

CHF_2Br与激发态氧原子O(~1D)的反应机理研究

利用密度泛函理论(DFT)研究了CHF2Br与O(1D)的反应机理.首先在B3LYP/6-311+G(d)水平上优化了各驻点的几何结构,并通过频率分析加以确认;然后利用内稟反应坐标理论,以相同的方法计算了反应的最小能量途径,进而确认了过渡态所连接的反应物和产物;最后在B3LYP/aug-cc-pvtz水平上对所有驻点的能量进行了校正.     

CH2Cl与OH自由基反应机理的理论研究

The reaction mechanism of CH2Cl radical with OH radical to produce HCCl+H2O,HCOCl+H2 and H2CO+HCl has been studied by using quantum chemistry ab initio calculations. The optimized geometrical parameters,and vibrational frequencies of all species were obtained at the UMP2（FC）level of theory in conjunction with 6-311++G* basis set. Besides,the zero-point energies（ZPE）,relative energies and total energies of all species were calculated using Gaussian-3（G3）model. The results of theoretical study indicate that the activated intermediate CH2ClOH is first formed through a barrierless process,followed by atoms migration,radical groups rotation and bonds fission to produce HCCl+H2O,HCOCl+H2 and H2CO+HCl,respectively. And all channels are exothermic by 72.81,338.54 and 354.08 kJ/mol. The reaction heat of reactants to H2CO+HCl is 281.27 kJ/mol more than that of reactants to HCCl+H2O. This result accords with that of experiments.     

CH3 CH2 +N(4S)反应机理的理论研究

The reaction for CH3CH2+N(4S) was studied by ab initio method. The geometries of the reactants, intermediates, transition states and products were optimized at MP2/6-311+G(d,p) level. The corresponding vibration frequencies were calculated at the same level. The single point calculations for all the stationary points were carried out at the QCISD(T)/ 6-311+G(d,p) level using the MP2/6-311+G(d,p) optimized geometries. The results of the theoretical study indicate that the major products are the CH2CH2+3NH and H2CN＋CH3, and the minor products are the CH3CHN+H in the reaction. The majority of the products CH2CH2+3NH are formed via a direct hydrogen abstraction channel. The products H2CN＋CH3 are produced via an addition/dissociation channel. The products CH3CHN+H are produced via an addition/dissociation channel.