谈谈气相分子反应动力学

(一)分子反应动力学是当代化学与物理领域中的一门交叉学科。它从分子的微观层次出发研究基元反应过程的速率和机理,着重于从分子的内部运动和分子因碰撞而引起的相互作用来观察化学基元过程的动态学行为。所以分子反应动力学又可称为微观反应动力学。微观反应动力学是宏观反应动力学的基础。因为只有从     

非线性化学反应动力学*

本文从实验和理论的角度综述非线性化学反应动力学。介绍了若干非线性化学反应动力学现象如时钟反应、反馈、混合振荡、化学混沌及反应扩散图案等; 对时空序列、功率谱、Lyapunov 指数、吸引子及其维数、Poincare 截面及分叉理论等常用于分析非线性动力学特征的手段作了介绍; 探讨了对非线性化学反应的实验装置、测试方法、机理和模型研究的方法; 简要回顾了非线性化学反应动力学的发展历史, 并展望了其发展趋势。     

基于特征值分析的骨架机理获取方法

基于特征值分析法,建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法,并采用该方法对甲烷空气燃烧的详细化学反应动力学模型进行了简化.从GRI1.2得到了21个组分,83个反应的骨架机理.该机理与详细的GRI1.2机理和DRM19机理在不同化学计量比和不同压力下对比了点火延迟时间,结果表明简化机理能有效地再现详细反应动力学模型的反应机理,并具有更高的计算精度.从GRI3.0简化得到两种骨架机理分别为26个组分、120个反应和30个组分、140个反应.这两个机理都能很好地对火焰传播速度以及主要组分和NO浓度分布进行反应动力学模拟.     

化学反应过渡态的结构和动力学

化学反应过渡态决定了包括反应速率和微观反应动力学在内的化学反应的基本特性,而无论是从理论还是实验上研究和观测化学反应过渡态都是极具挑战性的课题.近年来,我国科学家们利用交叉分子束-里德堡氢原子飞行时间谱仪,结合高精度的量子动力学计算,对H＋H2和F＋H2这两个教科书式的典型反应体系进行了全量子态分辨的反应动力学研究,从中得出了关于这两个反应体系的过渡态的结构和动力学性质的结论性的研究成果.     

谈谈基元反应速率的过渡状态理论

从宏观基元反应是微观化学反应向宏观化学反应过渡的观点出发,围绕活化络合物的特点和微观模型叙述了过渡状态理论,并得到了一个具有实用价值的推论。     

化学动力学的发展与百年诺贝尔化学奖

探讨了化学动力学三大发展阶段 (宏观反应动力学阶段、元反应动力学阶段和微观反应动力学阶段)中诺贝尔化学奖的 13次颁发对其发展的影响。     

分子反应动态学讲座——第一讲 化学动力学进入微观层次

分子反应动态学是近二十年来化学动力学产生的一个分支学科,随着它的发展,物理化学、化学动力学教材的内容将面临着更新。本讲座拟较系统地介绍分子反应动态学的主要实验、理论方法、重要结果及应用前景。全讲座共设四讲:第一讲、化学动力学进入微观层次;第二讲、态-态反应的动态特征;第三讲、关于反应机理;第四讲、从微观到宏观。从本期起,将分三期连载(第三、四两讲合并在一期刊出)。     

燃烧反应动力学研究进展

化学反应动力学是燃烧过程分析的重要工具。燃烧微观反应过程、复杂反应机理、燃烧实验测量和湍流燃烧数值模拟等方面的研究工作已经取得了长足进步。本文主要介绍燃烧反应动力学研究方法,包括电子结构方法、燃烧反应热力学和速率常数的计算方法、燃烧详细机理构建和简化、反应力场分子模拟以及燃烧中间体测量、燃料点火延迟和光谱诊断等方面的研究现状。燃烧反应动力学具有很强的应用背景,燃烧过程化学物种的反应速率计算是湍流燃烧数值模拟的一个中心任务。由于燃烧反应网络的高度复杂性,我们对燃烧机理的认识还远不清楚。化学反应和湍流相互作用研究的深入、燃烧反应动力学和计算流体力学的协同发展,将对新燃料设计、燃烧数值模拟、发动机内流道流场结构的准确描述产生深远影响。     

SIESTA程序在物理化学教学中的应用

根据物理化学学科的特点和学生的知识难点,探讨SIESTA程序在物理化学有关微观反应动力学方面的应用,将表面化学和分子反应动力学融入到O2在金属表面吸附解离课题,以加深学生在分子水平上对于化学反应的理解。     

电子能量对沿面介质阻挡放电等离子体化学产物的影响

基于光电倍增管研制了一套无触发信号的双通道光学探测系统, 并组装了测试样机, 实现了对沿面介质阻挡放电(SDBD)等离子体约化电场的测量, 进而通过BOLSIG+软件获得了电子能量. 采用原位紫外吸收光谱和傅里叶变换红外光谱, 研究了SDBD等离子体在不同电压和频率下的化学产物的浓度变化, 并结合空气等离子体化学反应揭示了产物相互作用的微观机理. 结果表明, 电子能量能够改变电子碰撞反应的速率系数, 调控化学反应的源头活性粒子的浓度, 进而影响到化学产物的生成和猝灭.     

凝聚态化学研究中的动力学振动光谱理论与技术

化学变化的本质是化学键的形成与断裂。凝聚态化学的主要特征是分子内的物理与化学过程与周围环境之间的动态相互作用和动力学耦合,不仅会影响化学键形成与断裂的化学反应平衡与反应速率,还会改变化学反应的走向。动力学振动光谱技术是探测凝聚态体相中与表面上各种微观分子细节最为有力的当代谱学表征技术之一。与脉冲核磁技术类似,科学家们使用一组精心设计的激光脉冲在凝聚态体系中激发复杂的光学响应,所产生的信号中包含了比传统吸收光谱丰富得多的反应机理、分子与溶液结构、分子运动、电荷与能量传递等微观信息。近年来,各种动力学振动光谱被运用于凝聚态化学的各个领域,尤其是在溶液态和表界面态领域,获得了一系列突破性进展,并且处于不断发展的过程之中。在本文中,我们将回顾及展望动力学振动光谱技术的基本概念、实验方法和理论框架,以及它们在凝聚态及表面态化学中的重要应用。     

固液界面双电层的理论计算模拟

固液界面双电层在电化学中处于核心地位. 如何发展一个理论方法,在该方法的框架下计算双电层的平衡性质和动力学性质一直以来都是理论研究的难点和热点. 本文总结了最近十几年第一性原理计算方法在计算双电层平衡性质和电催化反应的进展,如热力学方法、反应中心模型以及双参考方法. 并进一步详细地阐述了基于周期性均匀介质溶剂化模型 ( DFT/CM-MPB)对于固液界面双电层的研究,该方法能够计算双电层的平衡性质(零电荷电势和微分电容)和表面相图,在此基础上能深入研究基元反应的电荷转移系数,并结合微观动力学推导出宏观的Tafel(电流-电势)曲线. 并列举了该方法对于重要电化学反应(如氢电极反应)的应用实例.     

基元化学反应态态动力学研究

化学反应动力学是化学领域最基础的学科之一,量子态分辨的基元化学反应动力学在最为基本的原子与分子的层次上对化学反应的机制提供深刻的理解。该领域的科学家们通过精心设计的实验和高精度的理论计算,使得态态反应动力学在过去的半个多世纪中取得了长足的进步,实验和理论的相互结合极大地促进了我们对化学反应本质的认识。本文从实验研究的角度,通过对实验技术的发展和对H₂O光解离、H+H₂、F+H₂、Cl+H₂、OH+H₂、F+CH₄等具体实例的态态动力学研究的简介,概况介绍了过去二十年里态态化学反应动力学研究所取得的进展,希望借此为读者提供对化学反应动力学领域的一个概略认识。     

CH2ClO与NO反应机理的理论研究

采用B3LYP,MP2方法在6-31 (d,p)和6-311 G(d,p)水平研究了CH2ClO自由基与NO反应的微观机理,找到了三个可能的反应通道.并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率.成功地解释了Wu等的实验结论.从电子密度拓扑分析的角度,讨论了化学反应过程中化学键的变化规律,为实验研究大气化学反应提供理论依据.找到了该反应的结构过渡态(结构过渡区)和能量过渡态,发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

反应速率和反应进度的辩证关系——以甲基丙烯酸甲酯自由基聚合为例

化学反应速率与化学反应进度是非常相似的概念和知识点,同时又密切相关.在宏观层面或者说表象层面上看,都描述了过程变化的程度,但二者确具有完全不同的性质,一个是动力学量、一个是热力学量;一个是微观性质、一个是宏观性质.通过甲基丙烯酸甲酯自由基聚合过程的分析,深入讨论和揭示反应速率与反应进度的内涵、意义,明确二者的辩证本质关...     

分子量分布与聚合反应机理

一、引言通过动力学研究来阐明化学反应机理是现代化学的重要发展方向之一。它的重要性也在高分子化学的发展中得到了反映,近二、三十年来,通过聚合反应动力学的研究,对反应机理有了深刻的认识,为控制与改进聚合过程、发展新的聚合体系提出了主导方向。原则上讲,聚合反应动力学的研究与低分子反应动力学的研究并无根本区别,实验方法的主要内容也是测     

单次碰撞条件下,反应Ba+C_2H_5Br、n-C_3H_7Br、1,2-C_2H_4Br_2、1,3-C_3H_6Br_2的动力学研究

目前,在分子束反应动力学领域,有两个重要的研究课题:其一,深入细致地研究简单的化学反应体系.例如,李远哲等人对FH_2反应体系的研究;其二,大量地研究较为复杂的反应体系,找出一般性的规律,与宏观化学反应的规律相比较.例如,研究反应物的结构对反应截面,产物初始能态布居的影响。     

化学反应速率的过渡态理论

由海森堡运动方程证明了过渡态几率稳定定理.假设化学反应均经过过渡态,由此定理推导了化学反应的微观速率常数.再假设反应的始志处于热平衡,由微观速率常数推导了宏观速率常数.     

基于纳米气泡的化学测量

在自然界与工业生产中,许多重要的化学反应过程涉及气体的产生和消耗.研究化学反应中气体分子在界面处形成的纳米气泡,一方面有助于我们调控气泡的产生并提高反应效率,另一方面可以促进我们对成核过程微观本质的理解,并提取反应本身的特征信息如催化剂反应活性等.针对化学反应中动态形成的纳米气泡,研究的手段主要包括光学成像与纳米电化学测量等.本文重点综述了纳米气泡的研究意义、多种检测技术的原理和特色,以纳米气泡在单颗粒催化剂的活性表征和电极表面成核机理研究为例介绍了研究现状及面临的主要挑战,最后展望了其未来的发展趋势.     

原位拉曼光谱技术用于反应和结晶控制研究进展

随着高分辨光谱技术和原位技术的发展,原位拉曼光谱的研制促进一系列原位微观物理化学行为及机理的研究,对材料的设计和应用有着重要意义.本文从拉曼光谱的原理及拉曼信号的影响因素出发,概述原位拉曼光谱技术用于反应和结晶控制的具体实例,总结原位拉曼光谱在化学反应和溶液结晶中晶体多态性、中间体和产物微观结构、化学键合模式等方面的研究进展,为研究反应及结晶机理提供重要线索,并对原位拉曼光谱技术的发展趋势进行了预测.