硝酸氯冰溶胶水解反应过程的计算模拟

用二级微扰(MP2)和密度泛函理论(B3LYP),辅以不同的基组,对硝酸氯在冰表面上水解反应的机理进行了理论计算研究.根据关键部位化学键的松弛效应和关键原子的电荷分布,对冰表面催化的原因进行了深入分析.水分子一方面作为桥,辅助分子间质子发生迁移;另一方面作为连续介质,通过偶极相互作用加快硝酸氯的水解过程.     

基于供体调节的含硼热活化延迟蓝色荧光材料的理论研究

基于含硼热活化延迟荧光化合物p-AC-DBNA (a),通过在供体吖啶部分添加两个氮原子,设计了一系列新的热活化延迟荧光分子b1∽b4. 使用密度泛函理论和含时密度泛函理论计算了化合物a和b1∽b4的前线轨道能级、发射光谱、单重态-三重态能隙、反向系间窜越速率常数. 计算结果表明,与分子a相比,新设计分子的最大发射波长显著蓝移了47∽125 nm. 其中,b1和b3分子发射深蓝色荧光,而b2和b4分子发射浅蓝色荧光. 此外,发现了a、b2和b4分子中的反向系间窜越过程不仅可以通过从T₁态到S₁态的跃迁来实现,而且也可能通过从T₂态到S₁态的跃迁来实现. b1和b3分子中的反向系间窜越过程主要通过T₂→S₁过程的热激子方式发生. 重要的是,计算得到的b2和b4分子中T₁→S₁的反向系间窜越速率常数值是a分子的两到三倍,这表明b2和b4分子热活化延迟荧光性能更显著. 研究结果不仅提供了两种有前景的硼基热活化延迟荧光候选化合物(b2和b4),而且为蓝色OLED材料的设计提供了理论依据.     

二氯甲醛的光解离反应-三体协同非同步解离机理的第一个理论证据

用CASSCF以及B3LYP和MP2从头算方法，研究了Cl_2CO的基态，最低激发单态和 三态S_0，S_1，T_1的热能剖面。结果表明，Cl_2CO光分解为Cl + Cl + CO，这一 反应是通过协同非同步的机理实现的。就目前所知，本研究关于二氯甲醛光解离反 应的研究提供了三体协同非同步解离的第一个理论证据。     

多硝基尿酸衍生物含能性质的理论研究

为了寻找兼具优异爆轰性能和良好热力学及动力学稳定性的高能材料, 本文设计了15个硝基尿酸化合物, 运用密度泛函理论, 对其性质进行了研究. 通过半经验的K-J方程和比冲量预测了其爆炸性能, 结果表明, 所设计分子的爆热、 分子密度、 爆炸速率和爆炸压强同硝基取代基数目之间存在较强的线性关系. 三硝基尿酸和四硝基尿酸衍生物的爆炸速率超过了8.0 km/s, 爆炸压强超过了30 GPa, 并且大多数衍生物的比冲量要高于目前经常使用的炸药黑索金. 通过计算N—NO₂键的解离能、 特征落高、 分子的自由空间预判了衍生物的稳定性和撞击感度, 结果显示, 绝大多数分子有大于80 kJ/mol的键解离能. 本文的理论结果可以为实验上设计合成新的高能材料提供一些有用的信息.     

值得引入物理化学教材的重要内容:势能面交叉

势能面交叉既是内转换和系间窜越的实际通道,也是联系光化学和热化学的重要桥梁。势能面交叉引起的非绝热过程广泛存在于各种生物、化学和材料的体系当中。笔者建议将势能面交叉的相关内容引入物理化学课程的教材中,因为这不但会使教材内容更加丰富和成体系,而且有利于学生了解科技发展前沿,激发他们探索未知的兴趣。