已烯自由基阳离子的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论B3LYP方法和6-31G(d,p),6-31+G(d,p),6-311G(d,p)及6- 311+G(d,p)基组，分别对1-C_6H_(12)~+,2-C_6H_(12)~+和3-C_6H_(12)~+的各种构 象进行了几何构型优化，并在B3LYP/6-311G(d,p)水平上进行了频率分析计算，在 各优化构型上，使用B3LYP和MP2(full)方法进行了超精细结构的计算。计算的3- C_6H_(12)~+的超精细偶合常数比以往的计算结果更好；1-C_6H_(12)~+和2-C_6H_ (12)~+的超精细偶合常数目前尚无实验数据报道，本计算预言了它们的超精细偶合 常数和最稳定构型。     

丁烯和丁烷自由基阳离子的分子结构和超精细结构的 理论研究

用密度函数理论B3LYP方法和6-31G(d,p),6-311G(d,p)及6-311+G(d,p)基组，分别对1-C4H^+~8,2-C4H^+~8和C4H^+~10进行了构型优化和频率分析计算，预言1-C4H^+~8具有非平面构型，与以往报道的从头算和密度函数理论计算结果不同。在各自由基阳离子的B3LYP构型上，进行了B3LYP、MP2及MRSDCI方法的超精细偶合常数计算，得到了比以往更好的结果，特别是MP2/B3LYP计算值是至今与实验值符合得最好的理论计算结果。     

己烷催化异构化反应中氢溢流机理的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311++ G**//B3LYP/6-311G*水平下, 对正己烷(C6H14)催化异构化反应中的氢溢流机理进行了理论探讨. 通过对振动模式分析和内禀反应坐标(IRC)计算确认了各可能反应的过渡态. 同时在MP2/6-311++G**水平上对各驻点做了单点能计算和零点能校正, 计算出各反应通道的活化能, 进而确定了该反应的主反应通道, 其活化能为42.52 kJ/mol.     

N_2O与氧负离子微观反应机理的理论研究

采用G3B3//B3LYP理论水平对反应O-+N2O的双重电子态势能面反应机理进行了详细的理论研究.该反应涉及的各个稳定点的构型、振动频率是在B3LYP/6-311++G(d,p)理论水平下计算的.计算结果表明,得到的反应焓变与已有实验值相吻合,该反应主反应通道是O-+N2O→NO+NO-,而生成O2-+N2的反应通道是次反应通道.     

已烯自由基阳离子的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论B3LYP方法和6-31G(d,p),6-31+G(d,p),6-311G(d,p)及6- 311+G(d,p)基组,分别对1-C_6H_(12)~+,2-C_6H_(12)~+和3-C_6H_(12)~+的各种构 象进行了几何构型优化,并在B3LYP/6-311G(d,p)水平上进行了频率分析计算,在 各优化构型上,使用B3LYP和MP2(full)方法进行了超精细结构的计算。计算的3- C_6H_(12)~+的超精细偶合常数比以往的计算结果更好;1-C_6H_(12)~+和2-C_6H_ (12)~+的超精细偶合常数目前尚无实验数据报道,本计算预言了它们的超精细偶合 常数和最稳定构型。     

戊烯自由基阳离子的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论B3LYP方法和6-31G(d,p)、6-31＋G(d,p)、6-311G(d,p)及6-311＋G(d,p)基组，分别对2-C5H10＋和1-C5H10＋的各种构象进行了几何构型优化，并用B3LYP/6-311G(d,p)进行了频率分析计算.计算预言1-C5H10＋具有非平面构型，与以往报导的从头算计算结论相反.在两个自由基阳离子的各种构象的B3LYP几何构型上，进行了B3LYP和UMP2(full)方法的超精细偶合常数计算，得到了比以往更好的结果.     

1, 2-二硒方酸气相酸性和芳香性的理论研究

在RHF/6-311G^*^*水平优化得到1,2-二硒方酸(3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二硒酮)三种平面构象异构体的平衡几何构型。进一步用MP2(full)/6-311G^*//RHF/6-311G^*^*方法计算三种异构体的单点能量,发现ZZ型异构体是能量最低构象,且ZZ和ZE型能量非常接近。用优化的最稳定构象ZZ型异构体在RHF/6-311G^*^*//RHF/6-311G^*^*,RHF/6-311+G^*^*//RHF/6-311+G^*^*,MP2(full)/6-311+G^*^*//RHF/6-311+G^*^*和B3LYP/6-311+G^*^*//B3LYP/6-311+G^*^*水平计算其气相酸性[ΔGⅲ~(~2~9~8~K~)]和同键反应芳香性稳定化能(HASE)。用基团加和法(groupincrementapproach)在RHF/6-311+G^*^*//RHF/6-311+G^*^*和B3LYP/6-311+G^*^*//B3LYP/6-311+G^*^*水平计算其磁化率增量(Λ)。计算结果指出标题化合物的键长发生了平均化,同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值,表明它具有芳香性,实现了标题化合物芳香性的几何、能量和磁性的判定。     

氧气和CS自由基反应势能面的密度泛函理论研究

应用量子化学从头计算和密度泛函理论(DFT)对O_2和CS自由基的反应进行了研 究。在B3LYP/6-311G~(**)水平上计算出了各物种的优化构型、振动频率和零点振 动能(ZPVE)。各物种的总能量由CCSD（T）/6-311G~(**)//B3LYP/6-311G~(**)给出 ，并对总能量进行了零点能校正。计算结果表明：CS自由基中的C端沿着O_2的双键 中线方向进攻，进行加成反应，反应的第一步放出大量的热量(450 kJ/mol)，推动 反应继续进行，从稳定的中间体4(Cs)出发，反应主要通过O的相邻位置的迁移生成 P_1(CO+SO)和P_3(COS+O)；通过S的相邻位置的迁移生成了重要的反应复合物 (complex 1)，进一步离解为产物P_2(CO_2+S)。计算结果可以很好地解释反应机理 。     

F原子与瞬态自由基CH_2SH反应的理论研究

用量子化学从头算和密度泛函理论（DFT）对F原子与自由基CH_2SH在势能面上 的反应进行了研究。在B3LYP/6-311G水平上计算出了各物种的优化构型、振动频率 和零点振动能(ZPVE);各物种的总能量由B3LYP/6-311 + G(2df, pd)//B3LYP/6- 311G计算,另外对反应物和产物还计算了其G3能量。结果表明：首先F通过与C或S 结合的两种途径与CH_2SH相配位,再通过H（4）原子转移形成甲基,然后甲基再旋 转,甲基中H（4）原子最终与F结合,反应产物为HF和CH_2S。反应为放热反应,分 别为ΔH_r = -370.7 kJ/mol (DFT)和-396.94 kJ/mol (G3)。此外依据计算出的反 应热,可得自由基·CH_2SH的生成热Δ_fH°_(298.15) = 146.44 kJ/mol (DFT), 而Δ_fH°_0 = 167.36 kJ/mol (G3)。它们与以前的实验和理论值是一致的。     

亚甲基氰自由基(HCCN)与一氧化氮(NO)反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应HCCN+NO的二重态反应势能面进行了计算,得到了4种产物:P1(HCN+NCO),P2(OH+NCCN),P₃[HCN+(CNO)]和P4(HCN+CNO).其中产物P1为主要产物,P2为次要产物,P₃和P4很难得到.在G2(B3LYP/MP2/CC)水平,对产物P1和P2的反应通道的单点能量进行了校正.     

DFT法研究3-羟基丙烯醛的双键旋转异构反应机理

利用密度泛函理论(DFT)分别在B3LYP/6-31G**和B3LYP/6-311＋＋G**的计算水平上优化了基态3-羟基丙烯醛分子在双键旋转异构反应过程中的平衡态以及过渡态的几何构型，分析了反应过程中键参数的变化，计算了该反应的内禀反应坐标(IRC)，发现在重排反应途径上存在一个四元环骨架的中间体.通过振动分析对平衡态和过渡态进行了确认，并得到了零点能.计算结果表明，基态3-羟基丙烯醛分子的双键旋转异构反应经过两步完成，第一步反应位垒稍高，第二步反应位垒较低，存在着发生重排反应的可能性.     

FC(O)O自由基与NO2反应的量子化学研究

用量子化学DFT, MP2, G3和G3MP2方法对FC(O)O自由基与NO₂的反应机理进行了理论研究. 优化了反应势能面上各驻点的几何结构, 通过内禀反应坐标(IRC)计算和振动分析, 确认了反应中的过渡态, 并用过渡态理论(TST)计算了相关反应的速率常数.     

COS与O2反应的密度泛函理论研究

用量子化学密度泛函理论（DFT）方法，对COS与O2的反应进行了理论研究．在UB3LYP／6—31G^＊，UB3LYP／6—311＋＋G^＊＊水平上，优化了反应势能面上各驻点（反应物、产物、中间体和过渡态）的几何构型，在UB3LYP／6—31G^＊水平上通过内禀反应坐标（IRC）计算和振动分析，对过渡态进行了确认．在CCSD（T）／6—311＋＋G（2d，2p）水平上进行了单点能量计算，并确定了反应机理．研究结果表明，反应主要产物为CO2和SO.     

CH2SH与NO2双自由基反应机理的理论研究

在B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)水平上优化了标题反应驻点物种的几何构型, 并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态结构及连接性进行了验证. 采用双水平计算方法HL//B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)对所有驻点及部分选择点进行了单点能校正, 构建了CH2SH＋NO2反应体系的单重态反应势能剖面. 研究结果表明, CH2SH与NO2反应体系存在4条主要反应通道, 两个自由基中的C与N首先进行单重态耦合, 形成稳定的中间体HSCH2NO2 (a). 中间体a经过C—N键断裂和H(1)—O(2)形成过程生成主要产物P1 (CH2S＋trans-HONO), 此过程需克服124.1 kJ•mol－1的能垒. 中间体a也可以经过C—N键断裂及C—O键形成转化为中间体HSCH2ONO (b), 此过程的能垒高达238.34 kJ•mol－1. b再经过一系列的重排异构转化得到产物P2 (CH2S＋cis-HONO), P3 (CH2S＋HNO2)和P4 (SCH2OH＋NO). 所有通道均为放热反应, 反应能分别为－150.37, －148.53, －114.42和－131.56 kJ•mol－1. 标题反应主通道R→a→TSa/P1→P1的表观活化能为－91.82 kJ•mol－1, 此通道在200～3000 K温度区间内表观反应速率常数三参数表达式为kCVT/SCT＝8.3×10－40T4.4 exp(12789.3/T) cm3•molecule－1•s－1.     

Transition state structure and energetics of the N(2)O + X (X = Cl,Br) reactions

The structural and vibrational properties of the transition state of the N(2)O + X (X = Cl,Br) reactions have been characterized by ab initio methods using density functional theory. We have employed Becke's hybrid functional (B3LYP), and transition state optimizations were performed with 6-31G(d), 6-311G(2d,2p), 6-311+G(3d,2p), and 6-311+G(3df,2p) basis sets. For the chlorine atom reaction the coupled-cluster method (CCSD(T)) with 6-31G(d) basis set was also used. All calculations resulted in transition state structures with a planar cis arrangement of atoms for both reactions. The geometrical parameters of transition states at B3LYP are very similar, and the reaction coordinates involve mainly the breaking of the N-O bond. At CCSD(T)/6-31G(d) level a contribution of the O-Cl forming bond is also observed in the reaction coordinate. In addition, several highly accurate ab initio composite methods of Gaussian-n (G1, G2, G3), their variations (G2(MP2), G3//B3LYP), and complete basis set (CBS-Q, CBS-Q//B3LYP) series of models were applied to compute reaction energetics. All model chemistries predict exothermic reactions. The G3 and G2 methods result in the smallest deviations from experiment, 1.8 and 0 kcal mol(-1), for the enthalpies of reaction for N(2)O reaction with chlorine and bromine, respectively. The G3//B3LYP and G1 methods perform best among the composite methods in predicting energies of the transition state, with a deviation of 1.9 and 3.0 kcal mol(-1), respectively, in the activation energies for the above processes. However, the B3LYP/6-311+G(3df,2p) method gives smaller deviations of 0.4 and -1.0 kcal mol(-1), respectively. The performance of the methodologies applied in predicting transition state energies was analyzed.     

硝酸溴与三重态氧原子反应机理的密度泛函研究

The theoretic study of reaction between BrONO2 and O(3P) is reported by using the molecular orbital ab initio and density function theory (DFT). Equilibrium structural parameters, harmonic vibrational frequencies, total energy and zero energy of reactants, transition states, inter mediates and products during reactions are computed by B3LYP theory level with the basis set 6-311+G(d,p). The transition states and inter mediates of the reaction are verified by frequency analysis, and the relation ship of reactants, transition states, intermediates and products is affirmed by Intrinsic Reaction Coordinate(IRC) calculation. The activation energy of the reaction has also been calculated. Based on the optimized structure, the single point energy of all species is obtained by CCSD(T) with the basis set 6-311+G(d,p). The results show that there are three exothermic channels and their corresponding products are: cis-Br ONO + 3O2, trans-BrONO + 3O2 and BrOO+NO2. The activation energy of three channels is 91.58, 101.25, 51.17kJ/mol under B3LYP and 141.19, 148.39, 103.21 kJ/molunder CCSD(T) theory level. The third channel is the dominant channel.     

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。     

Theoretical studies on the reaction of pentafulvenone with water in gas phase and aqueous solvent

In gas phase, the hydrations of pentafulvenone to generate three types of cyclopentadienyl carboxylic acids are studied theoretically at the MP2/6-311+G**//B3LYP/6-311+G** level. A water molecule attacking the C=O double bond of pentafulvenone can yield cyclopentadienyl carboxylic acids via the formation of fulvenediols, and attacking the C=C double bond of pentafulvenone can directly yield cyclopentadienyl carboxylic acid. The barriers of rate-determining transition states are 42.2 and 30.4 kcal mol⁻¹, respectively. The barriers of rate-determining transition states for two water molecules system are 20.2 and 19.6 kcal mol⁻¹, respectively. The products can isomerize to each other. In aqueous solvent, the hydrations of pentafulvenone are investigated using PCM-UAHF model at the MP2 (PCM)/6-311+G**// B3LYP (PCM)/6-311+G** and MP2 (PCM)/6-311+G**// B3LYP/6-311+G** levels. The barriers of all rate-determining transition states are decreased. The added water molecule acts as catalyst in both gas phase and aqueous solvent. Electronic Supplementary Material The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

D-苯丙氨酸与Cu＋(1S0, 3d10)气相反应理论研究

用量子化学密度泛函(DFT)方法研究D-苯丙氨酸与一价基态金属阳离子Cu^＋在气相中反应的机理. 在B3LYP/6-31G*水平上, 优化了反应包含的4个反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型, 并采用B3LYP/DZVP, B3LYP/[6-311＋G**(C,H,O)＋Lanl2dz(Cu)], B3LYP/6-311＋G**, MP2/6-311＋G** 等方法对各驻点进行了单点能计算. 通过对计算结果的分析, 获得了其单重态反应势能面的一般轮廓、各驻点几何构型优化参数, 明确了其反应机理.     

低硝酸盐离子N2O22-和亚硝酸HONO的异构体及其异构化反应的量化研究

采用Gaussian-98程序进行，在HF／6—31G(d)，B3LYP／6—31G(d)和MP2／6—31G(d)水平下优化分子结构并寻找过渡态，对于MP2／6—31G(d)结果在QCISD(T，E4T)，MP4／6—311 G(d，p)，MP4／6—311 G(2df，p)水平下重新计算能级．并用内禀反应坐标(IRC)法研究了N2O2^2-和亚硝酸HONO的异构化反应机理。