乙醇醛光解离机理的理论研究

采用多参考态方法, 在CASPT2//CASSCF/6-311+G(2df, 2p) 水平上计算了乙醇醛(HOCH2CHO)分子在三个最低电子态(S0、S1和T1)上驻点的电子结构和解离势能面。结合势能面交叉点,探讨了HOCH2CHO与波长有关的光解离机理,分析了可能的光解离产物。结果表明, 在实验光解波长240 – 400 nm的激发下,HOCH2CHO分子主要发生S1态上的解离反应或通过S0和S1态之间的振动相互作用驰豫到基态,随之发生基态解离反应。C-C键断裂生成基态光解产物HOCH2 (2A′)+ HCO (2A′)是最主要的反应途径;而在一定波长下,生成CH3OH + CO的基态协同反应、脱醛基氢及脱羟基通道都是能量上可行的反应途径。本文的计算结果和实验观察一致。     

NO在氧预吸附Ir(100)表面吸附和解离的第一性原理研究

采用第一性原理密度泛函理论和周期性平板模型研究了NO在O预吸附Ir(100)表面的吸附和解离, 并考察了预吸附的O对可能产物N₂, N₂O和NO₂的选择性的影响. 优化得到反应过程中初态、 过渡态和末态的吸附构型, 并获得反应的势能面信息. 计算结果表明, NO在O预吸附表面最稳定的吸附位是桥位, 其次是顶位. 桥位和顶位的NO在表面存在两条解离通道, 即直接解离通道和由桥位和顶位扩散到平行空位, 继而发生N-O键断裂生成N原子和O原子的解离通道. 此分离机理与洁净表面上NO解离机理相同, 但后一种解离方式优于前一种, 是NO在表面上解离的主要通道. 预吸附的O原子在不同程度上抑制了NO的解离, 导致桥位和顶位NO解离互相竞争. 在O预吸附Ir(100)表面, N₂气是唯一的产物, 不会有副产物N₂O和NO₂的生成, 与实验结果一致. 预吸附的O在N/O低覆盖度下几乎不影响N₂气的生成, 但在较高覆盖度下则促进了N₂气的生成.     

乙烯和丙烯自由基共聚反应的多尺度模拟模型

结合量子化学和传统过渡态理论计算了乙烯和丙烯自由基聚合反应的速率常数.利用速率常数定义了聚合反应几率(Pijl),构造了乙烯和丙烯共聚合反应的粗粒化动力学模拟模型,并利用该模型研究了不同组成比的乙烯和丙烯的共聚合反应.发现反应速率常数和链端自由基周围的单体浓度都影响链上组分的序列分布.     

β-二酮亚胺钛化合物催化乙烯和环戊二烯共聚合反应机理的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论（DFT）对β-二酮亚胺钛化合物[PhNC（CH3）CHC（CF3）O]2TiCl2催化乙烯（E）和环戊二烯（CPD）共聚合反应的反应机理进行了理论研究.计算结果表明：乙烯和CPD的共聚反应中,CPD插入反应可以通过1,2插入和2,1插入两种路径进行,1,2插入能垒略低于2,1插入,因此我们预测两种路径...     

孪函数N电子基向Slater多电子反对称基的展开

发展了一套孪函数多电子基向Slater行列式的展开方法,并得到展开系数的解析表达式,使得孪函数多电子基直接与Hartree-Fock从头计算相关联.     

CF3CH2CF2CH3（HFC-365mfc）与Cl原子反应的微观机理及动力学性质

采用密度泛函理论方法 M06-2X结合6-31+G(d,p)基组研究了CF3CH2CF2CH3与Cl原子反应的反应机理.计算获得了CF3CH2CF2CH3的两种可区分的稳定几何构象RC1和RC2以及与它们相对应的8条氢提取反应通道和2条取代反应通道.运用改进的正则变分过渡态理论(ICVT)并结合小曲率隧道效应校正(SCT),在M06-2X/6-31+G(d,p)水平上计算了各氢提取通道的速率常数,并由Boltzmann配分函数得到总包反应的速率常数kT(cm3.molecule-1.s-1).计算结果表明,体系的总反应速率常数与已有实验值相吻合,进而给出了该反应在200～1000 K温度区间内反应速率常数kT的三参数表达式kT=1.88×10-22T3.76.exp(-1780.69/T),并讨论了两种构象RC1和RC2对总反应的贡献及各构象中氢提取发生在—CH3或—CH2—基团上的位置选择性.此外,由于缺少相关反应物及产物自由基标准生成焓ΔHf,298 K的数据,利用等化学键法估算了在上述物种的标准生成焓.     

大气中一元酸催化亚硫酸分解反应的从头算及动力学研究

采用从头算的理论计算方法,在CCSD（T）/aug-cc-pVDZ//MP2/aug-cc-pVDZ水平下,对甲酸、乙酸、丙酸和硝酸催化亚硫酸分解成二氧化硫和水的微观反应机理进行了理论研究.结果表明,这4种一元酸均可使亚硫酸分解反应能垒显著降低,降低幅度由大到小的顺序为丙酸 > 乙酸 > 甲酸 > 硝酸.其中,丙酸甚至使反应能垒从裸反应时的99.84 kJ/mol降至27.24 kJ/mol.在此基础上,计算了200~320 K温度范围内4种一元酸催化亚硫酸分解反应的速率常数,并结合它们在大气中的实际浓度计算了有效速率常数.结果表明,在实际大气环境中,乙酸对亚硫酸分解反应的催化效果最为显著.当乙酸存在时,亚硫酸在室温下的大气寿命仅为0.02 s.     

CF3CH2CH3+OH的反应机理及动力学性质的理论研究

采用密度泛函理论BB1K/6-31+G(d,p)计算了反应CF₃CH₂CH₃+OH各反应通道上驻点的稳定结构和振动频率, 并分别在BMC-CCSD, MC-QCISD和G3(MP2)水平上进行了单点能校正. 运用变分过渡态理论, 在BMC-CCSD//BB1K, MC-QCISD//BB1K, G3(MP2)//BB1K以及BB1K水平上计算了各反应通道的速率常数, 讨论了-CH₂和-CH₃基团上H提取通道对总反应的贡献, 并与已有实验和理论结果进行了对比. 计算结果表明, BMC-CCSD水平上的速率常数与实验测量值符合得很好, 进而给出了该水平上反应在200~1000 K温度范围内速率常数k(cm³?molecule^-1?s^-1)的三参数表达式: k=1.90×10^-21T^3.21exp(-292.62/T).     

金刚石(111)面上乙炔合成金刚石薄膜的成核机理

运用量子力学半经验分子轨道AMl方法计算乙炔作为生长基在金刚石(111)附氢表面上的吸附和成核过程,提出了两种可能的由乙炔合成金刚石薄膜的成核机理,探讨了其生长基作用.     

Energy levels of perturbed 6pnd J = 2 Rydberg states of Pb I by multichannel quantum defect theory

Energy levels of the odd-parity 6pnd J=2 Rydberg states of atomic lead are analyzed by the multichannel quantum defect theory (MQDT) with previous experimental energy levels. The 6pnd (6≤n ≤ 63) J=2 Rydberg energy levels are calculated and optimal MQDT parameters were obtained. Using these parameters, admixture coefficients for each level are calculated to designate the level denotations. The results show that strong channel mixings exist for the levels near the 6p6d (3/2)[5/2]2° and 6p6d (3/2)[3/2]2° pertubers. The five-channel model different from that in literature is used to predict 21 energy positions of 6pnd (1/2)[3/2]2° levels and to determine the denotations of all the 6pnd J=2 Rydberg states under 59788 cm-1 for Pb I.