态-态热力学函数及其应用 I: 双分子交换反应

本文把Levine的态-态热力学函数由振动-振动态推广到振转-振转态, 对A+BC(v, j)→AB(v', j')+C双分子交换反应给出了Gibbs自由能△G^o(v, j→v',j', T)和化学平均常数K(v, j→v', j', T)在谐振子-截锥转子模型下的详细计算公式, 对H+O2(v, j)→HO(v', j')+O作了数值计算, 结果与由实验归纳出的定性规律相符合。利用本文给出的公式不仅可以对化学反应过程描述得更加细致和深刻, 而且可以方便地讨论分子的振动-转动态耦合对化学反应性的影响。     

热力学标准态

热力学标准态姚天扬（南京大学化学系２１００９３）在化学热力学中标准状态（简称标准态ＳｔａｎｄａｒｄＳｔａｔｅ）是一个重要而抽象难懂的概念，它贯穿整个化学热力学。波及化学动力学及统计热力学。本文将从物理化学教学角度对标准态作一较全面的论述。标准态概念化...     

标准态压力的改变对标准热力学函数值的影响

长期以来,标准态的压力一直选为1atm,即760 mmHg。SI制推行后,压力单位只用Pa,其它单位均停止使用,因而标准压力为101.325kPa。但是这种单位的改变并未涉及标准状态,所以并未影响到标准热力学函数值。由于历史原因将标准压力定为101.325 kPa,     

双-锌卟啉对DABCO分子识别的立体构象及其热力学研究

合成了系列不同长度以柔性侧链相连的p/p型双-锌卟啉配合物,用¹H NMR和UV-Vis研究了不同温度下该系列配合物与刚性双齿配体DABCO(1,4-二氮杂双环)的轴向配位反应,考察了侧链长度对双-锌卟啉与配体的分子识别能力影响。结果表明,主体分子双-锌卟啉可以对客体分子BABCO进行分子识别,合适长度的柔韧烷氧链可以调节主体分子的构象,使DABCO嵌入双卟啉两个卟啉环间空位中,形成锌卟啉-DABCO-锌卟啉三元夹心式配合物构象。探讨了配位反应中立体构象的变化过程,并测定了热力学参数。     

异丁烷脱氢反应的热力学分析

利用HSC5.0软件对异丁烷脱氢反应进行热力学分析,计算了异丁烷脱氢过程中各反应的平衡常数和不同温度、压力及氢烃比的异丁烷脱氢反应的平衡转化率.结果显示,裂解反应平衡常数比脱氢反应大约3个数量级,在热力学上裂解反应更易进行.在异丁烯异构化产物中,trans-C4 H8生成的平衡常数最大,cis-C4 H8其次,1-C4...     

乙烯齐聚制α-烯烃反应体系的热力学研究

利用Benson基团贡献法计算了乙烯齐聚制α-烯烃反应各物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和摩尔定压热容,在298～700 K温度范围内对乙烯齐聚制α-烯烃反应体系的反应热、吉布斯自由能以及反应平衡常数进行了详尽的计算,分析了不同反应步骤的热力学平衡与限度,对不同反应发生的热力学可能性与顺序进行了判断,考察了反应温度和压力对乙烯齐聚制α-烯烃反应化学平衡的影响,确定了乙烯齐聚制α-烯烃反应体系适宜的工艺条件.结果表明:乙烯齐聚制α-烯烃反应为放热反应;从热力学上看,温度低于546 K时,乙烯齐聚生成直链α-烯烃反应为自发过程,且比α-烯烃异构化和烯烃歧化反应更容易进行;低温、高压有利于乙烯齐聚制α-烯烃反应的进行;乙烯齐聚制α-烯烃反应体系适宜的工艺条件为温度323～473 K,压力5～20 MPa,且在SHOP法的工艺条件下(温度363 K,压力10.3 MPa),乙烯齐聚生成直链α-烯烃反应的热力学平衡转化率接近于100%.     

PuN基态分子势能函数与热力学函数的理论计算

在Pu的相对论有效原子实势近似和N原子6-311G*全电子基函数下,用密度泛函B3LYP方法计算得到PuN分子基态X6∑+的结构与势能函数、力常数与光谱数据.同时计算得到PuN(g)分子在298 K时的标准生成热力学函数△fH0、△S0和△fG0,分别为-487.239 kJ/mol、95.345 J/mol K和-515.6661 kJ/mol.     

钇二氢化反应热力学函数的研究

用密度泛函方法B3LYP/SDD/6-311＋＋G**计算了YH₂的微观性质. 并用分子总能量中的振动能E_v代替固态能量0705212, 振动熵S_Ev代替固态熵的近似方法, 以及考虑到电子能量的变化, 计算了固态YH₂(D, T)的焓H和熵S, 得到不同温度下Y与H₂, D₂, T₂反应的ΔH^⊖, ΔS^⊖, ΔG^⊖及氢化反应平衡压力, 导出了与温度的依赖关系. 计算结果表明, YH₂(s)的生成热为199.25 kJ•mol^－1, 与实验值210.00及 225.94 kJ•mol^－1非常接近, 说明近似方法的正确性.     

锆氢化反应热力学函数的计算

用B3LYP/SDD密度泛函方法计算了ZrH的微观性质,气态ZrH(D,T)的能量(E),熵(S)以及 Zr与氢同位素气体反应的热力学函数.在ZrH(s)、ZrD(s)和ZrT(s)的E和S的计算中,近似以分 子总能量中的振动能Ev代替固态能量,以电子和振动熵SEv代替固态熵.在这种近似下,计算了 不同温度下Zr与H2、D2、T2反应的ΔH、ΔG、ΔS及氢化反应平衡压力,导出了与温度 的依赖关系.计算结果表明,ZrH(s)的生成热为161.34 kJ穖ol-1,与实验值(173.5 kJ穖ol -1)接近,表明这种近似处理方法是合理的,可以用于研究贮氢材料氢化反应的热力学.     

一个简单的能呈现二分岔现象的双分子反应模型

二分岔现象(pitchfork bifurcation)是非平衡非线性动力系统中最典型和最简单的分岔现象.1972年Schlogl提出了如下一个化学反应模型: A+2x?3X,X?B (1)假定组份A和B的浓度可由外界控制为恒定,在某些条件下该模型可呈现出二分岔现象.自那以后,Schlogl模型已成为人们研究非平衡相变时最广泛采用的理论模型,该模型对推动非平衡非线性现象的研究起了十分重要的作用.但从物理-化学的角度来看,该模型存在着如下一些问题:首先该模型涉及一个三分子自催化反应步骤,这种反应步骤在现实反应系统     

双原子分子振动对热力学性质的影响

本文在分析了双原子分子振动能级的完备性和有限性及其对统计计算带来的影响的基础上,借助代数（AM）方法得到的双原子分子振动能级完全集合,采用量子力学统计系综方法,讨论了双原子分子振动能量对宏观热力学性质的统计贡献,并以氮气为例计算了相应的热力学函数和振动热容量．结果表明,真实的双原子分子振动能级是有限的;确定最高振动量子数和振动能级完全集合是正确进行统计分析的基础和关键;考虑振动能级的完备性和有限性后,只能导致数值解而不是解析解,所得的结果优于谐振子模型的解析结果,与实验数据吻合得很好．     

双分子维生素B12模型分子的合成及钴氮键稳定性研究

在合成单分子 B12 模型分子β-单腈 a,b,c,d,e,g-六甲基 -α- f- N - (3 -咪唑基 )丙酰胺钴啉酯高氯酸盐4f的基础上 [1～ 3 ] ,合成了双分子维生素 B12 模型分子 [4 ] ,为研究 B12 化学提供了一类新型的模型分子 ,并研究了 Co— N键的稳定性 .1　实验部分1 .1　仪器及原料　 Pe     

关于反应分子数定义的讨论

There are two different views on the definition of reaction molecularity in physical chemistry textbooks and related literatures so far. We give a deep discussion about this conception herein. Starting with the development of chemical kinetics and the definition of elementary reaction and state-state reaction, we clarify that elementary reaction and state-state reaction are the conceptions belonging to macro-and micro-systems, respectively, and reaction molecularity is also belonging to micro-conception. Based on this conclusion, we think that the more reasonable definition of reaction molecularity should be "the number of chemical particles that take part in a state-state reaction (or an elementary chemi-physical reaction) as a reactant".     

平衡态近似及其与稳定态近似的关系

对平衡态近似作了简述,表明它与稳定态近似是两种不同的处理方法。当平衡常数K 1时,平衡态近似是稳定态近似的一个特例。两种近似可以归纳成一个统一的反应速率方程,它具有更广的适用范围。     

沸石的碱性催化:乙醇双分子缩合反应

本文首次发现在碱性沸石上乙醇参数发生以正丁醇为主产物的双分子缩合反应。在所研究的催化剂中, 含铷的LiX沸石表现出最高的反应选择性。研究表明, 这一碱化反应的活性与催化剂的酸碱性质密切相关。催化剂的碱性对反应起决定作用,但催化剂的碱性太强则不利于反应。     

单重态CCl~2与O~3反应的热力学及动力学性质研究

在量化计算的基础上运用统计热力学和Wigner校正的Eyring过渡态理论研究了不同温度下单重态CCl~2和臭氧O~3反应的热力学及动力学性质。计算结果表明该反应在低温下具有热力学优势,而在高温下具有动力学优势。     

萘由水到水-叔丁醇混合溶剂的迁移热力学函数

通过溶解度法研究了萘从水到水-叔丁醇(TBA)混合溶剂中的标准迁移热力学性质.结果表明, 标准迁移自由能随叔丁醇摩尔分数x(TBA)的增加表现出复杂的下降趋势.标准迁移熵和标准迁移焓呈现双峰变化.迁移熵和迁移焓的双峰变化, 表明系列H2O-TBA混合溶剂的微观结构经历了从相对的有序到无序到再有序、再无序、再有序的变化过程；H2O-TBA混合溶剂中除了在富水区存在着笼合物特殊结构外, 在x(TBA) 约为0.08处还存在着一相对有序的结构.     

单重态Cl2N＝B：重排反应的从头算研究

采用量子化学中的从头算方法,在HF／6－311G^**水平上研究了单重态Cl2N＝B：重排反应的机理。结果发现,该重排反应经过一个面外三元环过渡态,根据计算结果,详细研究了该反应的热力学及动力学函数。     

分子内的狄尔斯-阿尔德反应

继1928年Diels—Alder发现二烯加成反应后，1953年Alder和Sckumaker提出了第一个分子内的Diels-Alder(以下简称IMDX)反应。几十年来在这一领域的研究得到迅速发展，鹾其成为有机合成的强有力的工具。     

异丙醇-水体系中分子间相互作用对萘迁移热力学性质的影响

研究了萘从水到H2O-异丙醇(IPA)混合溶剂中的迁移变化,表明萘的迁移随异丙醇摩尔分数x(IPA)的增加呈复杂的下降趋势．标准迁移熵和标准迁移焓的研究表明,随异丙醇摩尔分数x(IPA)的增加,二者呈现双峰变化．迁移熵和迁移焓的双峰变化,表明系列H2O-IPA混合溶剂的微观结构经历了从相对的有序到元序到再有序、再元序、再有序的变化过程,H2O-IPA混合溶剂中除了在富水区存在着笼合物的特殊结构外,在x(IPA)约为0．08处还存在着一相对有序的结构．研究表明,H2O-异丙醇(IPA)混合溶剂组成、结构变化均对萘的迁移产生着明显的影响．