硅烯及取代硅烯与饱和键插入反应的量子化学研究

用量子化学的密度泛函理论(DFT)在6-311G水平上对硅烯及其取代物与甲烷的C-H键进行插入反应的势能面进行了系统地研究。用IRC方法对过渡态进行了验证。并用组态混合模型讨论了反应势垒(△E^≠)和反应热(△H)与SiXY的单-三态激发能△Est的关系。我们发现,硅烯SiXY的△Est是控制反应的主要因素,取代基的电负性越大,取代基越多,π电子给予越强,SiXY的△Est就越大,插入反应的活化能就越大,放热就越小。     

卤代甲烷的赝势从头算研究I. CH~3X(X=F,Cl, Br,I)的化学键 和电离势

我们使用相对论赝势从头计算方法系统地研究了CH~3X(X=F,Cl,Br,I)系列分子的电子结构及其变化规律,并根据Koopmans定理指定了光电子能谱。     

锗烯与异硫氰酸反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了GeH2自由基与HNCS的反应机理,并在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物,中间体,过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和IRC确定中间体和过渡态。为了得到更精确的能量值,用QCISD(T)/6-311++G**方法计算了各个驻点的单点能,计算结果表明单重态的锗烯与异硫氰酸的反应有抽提硫、插入N-H键、抽提亚氨基的路径,而经由三元环中间体的抽提硫反应GeH2+HNCS→IM3→TS2→IM4→TS3→IM5→GeH2S+HNC(P1),反应能垒最低,为主反应通道,甲锗硫醛和异氰氢酸为主产物。锗烯经由四元环中间体抽提硫的反应为竞争反应通道。     

气相中CrO2+活化甲烷C-H键的理论研究

用密度泛函UB3LYP/6-311 G**方法计算研究了气相中CrO 2(2A1/4A")活化甲烷C—H键的微观机理,找到了四条反应通道.对其中涉及的两态反应(TSR)进行了分析,并对影响反应机理和反应速率的势能面交叉现象(potentialenergysurfacescrossing)进行了详细讨论,进而运用Hammond假设和Yoshizawa等的内禀坐标单点垂直激发计算的方法找出了一系列势能面交叉点[crossingpoints(CPs)],并作了相应的讨论.进一步用碎片分子轨道理论[fragmentmolecularorbital(FMO)]对TS1中的轨道相互作用进行了分析,解释了CrO2 活化甲烷C—H键的机理.     

钐(Ⅱ)类卡宾CH3SmCH2X(X=Cl、Br和I)促进乙烯环丙烷化反应途径的理论研究

用密度泛函B3LYP方法研究了过渡金属钐类卡宾与乙烯的环丙烷化反应的机理.对三种不同的钐的SS试剂CH3SmCH2X(其中X=Cl、Br和I)分别和CH2CH2反应的各反应物、中间体、过渡态和产物构型的全部结构几何参数进行了优化,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法,对过渡态进行了验证.结果表明:CH3SmCH2X(其中X=Cl、Br和I)与CH2CH2环丙烷化反应按亚甲基转移通道(通道A)和卡宾金属化通道(通道B)都可以进行,与锂类卡宾的反应机理相同,只是按亚甲基转移通道(通道A)进行反应较容易一些,而且此反应在较低的温度下就可以发生.     

气相中Ir＋循环催化N2O与CO反应机理的理论研究

采用密度泛函UB3LYP方法和Stuttgart赝势基组, 计算研究了气相中循环催化N2O ＋CO →N2 ＋CO2 反应的微观机理. 通过对相关物种亲氧性的计算, 证明了Ir＋循环催化作用在热力学上是可行的. 不同自旋态反应势能面的计算结果表明, 循环催化的两步反应均为自旋禁阻反应, 各存在不同自旋态势能面的交叉, 并运用Yoshizawa的内禀坐标单点垂直激发计算的方法找出了势能面交叉点; 两步反应均为放热反应, 总放热量为358.9 kJ•mol－1.     

桑色素合镧(Ⅲ)与核酸作用的荧光光谱及其分析应用

采用荧光法研究了桑色素合镧 (Ⅲ )配合物与核酸的作用。研究了溶液的pH值、缓冲溶液含量、有机试剂、外加干扰离子对桑色素合镧 (Ⅲ )配合物与核酸体系荧光光谱的影响 ,同时还研究了变性DNA与桑色素合镧 (Ⅲ )配合物之间的作用。在溶液 pH =8 0～ 9 0的条件下 ,体系的荧光强度最大 ,最大激发波长为387nm ,最大发射波长为 5 35nm。缓冲溶液的用量控制在 10 % (体积 ) ,乙醇用量也控制在 10 % (体积 )。配合物荧光强度在核酸存在时有所增加 ,据此确定了测定核酸的一种方法 ,简便、快速 ,线性范围宽 ,灵敏度较高 ,结果准确。并对可能的增色效应和酸度对荧光光谱影响的原因进行了讨论。     

卤代甲烷的赝势从头算研究——1.CH_3X(X=F,Cl,Br,I)的化学键和电离势

我们使用相对论赝势从头计算方法系统地研究了CH_3X(X=F,Cl,Br,I)系列分子的电子结构及其变化规律,并根据Koopmans定理指定了光电子能谱。     

气相中CrO2+和H2反应的理论研究

用密度泛函UB3LYP/6-311++G(3df, 3pdpd)//6-311G(2dd, p)方法计算研究了在二重态和四重态两个势能面上的气相反应：CrO₂⁺ + H₂→CrO⁺+ H₂O. 对影响反应机理和反应速率的势能面交叉进行了讨论, 并运用Hammond 假设和Yoshizawa 等的内禀反应坐标(IRC)单点垂直激发计算的方法找出了势能面交叉点(crossing point (CP)). 运用碎片分子轨道(fragment molecular orbital(FMO))理论, 对初始复合物2IM1和4IM1的轨道相关进行了分析, 解释了CrO₂⁺活化H—H σ键及H₂迁移的机理.     

基态N原子与CS_2反应机理的理论研究

用密度泛函理论B3LYP/6 311+G 和高级电子相关偶合簇CCSD(T)/6 311+G 方法,计算研究了四重态氮原子与二硫化碳的反应,找到了分别形成CS+NS、NCS+S和CN+S2三个反应通道,优化搜索了各反应的过渡态,并用频率分析和内禀坐标法(IRC)验证了各鞍点构型和反应路径.在三个反应通道中,反应N+CS2→CS+NS由于具有较低的活化能而容易发生,其它两个通道活化能高很难发生,计算结果与实验结果一致.同时,对反应机理进行了详细的讨论.