气相中CrO2^＋主活化甲烷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CrO2^＋（2^A1/4^A＂）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（potential energy surfaces crossing）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[crossing points（CPs）]，并作了相应的讨论．进一步用碎片分子轨道理论[fragment molecular orbital（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．     

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.     

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CrO₂⁺ (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(potential energy surfaces crossing)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[crossing points (CPs)], 并作了相应的讨论. 进一步用碎片分子轨道理论[fragment molecular orbital (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.     

激发态1，2-二硫环丁烯去活性和异构化机理的理论研究

运用完全活性空间多组态CASSCF方法研究了激发态1,2-二硫环丁烯（1,2-Dithiete）势能面交叉机理．自旋．轨道耦合（SOC）常数采用完全Pauli-Breit旋轨耦合算符（包括单电子和双电子项）进行计算,其强度为198．37或211．35cm^-1,对不同自旋态跃迂起着重要作用．研究结果表明：光激发1,3-dithiol-2-one导致形成主要产物trans—dithioglyoxal（Trans-MinS0）和次级产物thiolthioketene．计算与实验观察结果一致．     

H+HCNO反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPVE水平下, 对反应H＋HCNO进行了研究. 建立了反应势能面, 揭示了该反应的反应机理, 通过H迁移、N—O键或C—N键断裂等多步反应, 得到4种产物, 其中最主要产物为P1(HCN+OH).     

HCO+和HOC+与C2H2气相质子转移反应的理论研究

在 HF,B3LYP和 QCISD(T)水平上研究了 HCO+和 HOC+与 C2 H2 的气相质子转移反应 .结果表明 :高级电子相关效应对研究质子转移过程极为重要 ;HCO+和 HOC+通过质子垂直进攻 C2 H2 的 π-键分别生成中间体 OC· HC2 H+2 和 CO· HC2 H+2 ,最终生成主要产物为π-质子化的乙炔 HC(H) CH+;对于质子转移反应 HOC+比 HCO+更为活泼 .计算结果与实验结果符合得较好 ,这将有助于理解星际化学以及燃烧化学中的质子转移过程     

邻氯甲苯光解反应机理的理论研究

采用量子化学从头算CASSCF和CASPT2方法对邻氯甲苯在低激发态上的光解机理进行了理论研究.研究结果表明,在266nm的光激发下邻氯甲苯可以激发到第一单重态上,然后存在两种可能的离解途径:一种是经过S1/S0交叉点内部转换驰豫到基态,然后甲基上的一个H转移形成邻-5-亚甲基-6-氯-1,3-环己二烯,进而C—Cl键断裂生成苄基;另一种是先后经过S1/T2和T2/T1交叉点驰豫到三重态,然后进行C—Cl键断裂,形成邻甲苯基.这两种途径具有相近的反应几率,与实验结果很吻合.     

传能反应O（^1D）＋CO2（1∑g^＋）→O（^3P）＋CO2（1∑g^＋）中间物机理的理论研究

利用ab initio量子化学方法研究了自旋禁阻的传能反应O(^1D) CO2(1∑g^ )→O(^3P) CO2(1∑g^ )的反应机制，通过中间化合物CO3的单、三重态的势能面交叉点的确认，证明了中间物传能机理的可行性，同时计算了交叉点处的自旋-轨道偶合和面间跃迁几率，进一步证明了中间化合物CO3的形成在传能过程中的重要作用。     

过渡金属催化的C—H炔基化反应

炔烃是药物和天然产物的重要骨架,其合成一直受到有机化学家们的重视.近年来,过渡金属催化的惰性碳氢键炔基化作为一种重要的合成炔基化产物的方法,受到了合成化学家的广泛关注.总结了近10年来C(sp2)—H键和C(sp3)—H键炔基化反应的进展.     

锂(100)面上H_2H+H反应动力学的理论研究

本文在H-Li(100)面吸附扩散的ab initio SCF势能面基础上构造了(H_2H+H)/Li(100)面相互作用的推广LEPS势能面,并用QCT方法研究了该体系的反应动力学行为。分析势能面特征得到:H_2在Li(100)面上的吸附无需活化能,H_2在Li(100)面上的解离吸附与吸附位及吸附模式密切相关,H_2的卧式解离比立式解离要容易得多。分析各种碰撞轨迹得到:低覆盖度下双氢原子的表面复合几率很小,H_2的表面解离几率受到H_2振动量子数的控制。本文构造了一种适合于动力学研究的气体-金属表面相互作用势能面,并且,动力学QCT计算结果能够对H_2表面活化的分子束实验作出合理的解释。     

Theoretical Studies on N2H+O Reaction

The N2H＋O potential energy profile was studied at the CCSD（T）/6-311G＋＋（df,p）//MP2/6-311G（d,p） level. Reactions associated with four intermediates（cis-HNNO, trans-HNNO, NNHO, and NNOH） were investigated. The results indicate that N2H＋O reaction toward H＋N2O is more favored than that toward N2＋OH, consistent with previous experimental studies. The pathways for the two reactions are found to go through cis-HNNO, transition state, and finally to the products. The N2H＋O→NH＋NO reaction was studied in detail. Product NO in such a reaction is likely to occur via cis-HNNO, followed by trans-HNNO, and finally dissociates into NH＋NO. These results suggest that N2H＋O→NH＋NO is an important channel in NO production.     

气相中Y＋, Zr＋, Nb＋与CO2反应的理论研究

以Y^＋, Zr^＋, Nb^＋与CO₂反应作为第二前过渡金属离子与CO₂反应的范例体系. 采用密度泛函UB3LYP方法, 对于Y, Zr, Nb采用Stuttgart赝势基组, 对于CO₂采用6-311＋G(2d)基组, 计算研究了三种金属离子在基态和激发态时与CO₂气相反应的机理. 结果表明三种金属离子与CO₂反应以高自旋进入反应通道, 在反应过程中发生系间窜越, 以低自旋中间体和最终产物离开反应通道. 用内禀坐标单点垂直激发计算的方法找到了势能面交叉点, 并作了相应的讨论. 因为有金属离子的参与, 使单分子CO₂的强吸热分解反应变为生成CO和MO^＋的放热过程.     

Reaction Mechanism and Product Branching Ratios of OH+C2H3F Reaction: A Theoretical Study

Ab initio CCSD(T)/CBS//B3LYP/6-311G(d, p) calculations of the potential energy surface for possible dissociation channels of HOC\begin{document}$_2$\end{document}H\begin{document}$_3$\end{document}F, as well as Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus (RRKM) calculations of rate constants, were carried out, in order to predict statistical product branching ratios in dissociation of HOC\begin{document}$_2$\end{document}H\begin{document}$_3$\end{document}F at various internal energies. The most favorable reaction pathway leading to the major CH\begin{document}$_2$\end{document}CHO+HF products is as the following: OH+C\begin{document}$_2$\end{document}H\begin{document}$_3$\end{document}F\begin{document}$\rightarrow$\end{document}i2\begin{document}$\rightarrow$\end{document}TS14\begin{document}$\rightarrow$\end{document}i6\begin{document}$\rightarrow$\end{document}TS9\begin{document}$\rightarrow$\end{document}i3\begin{document}$\rightarrow$\end{document}TS3\begin{document}$\rightarrow$\end{document}CH\begin{document}$_2$\end{document}CHO+HF, where the rate-determining step is HF elimination from the CO bridging position via TS11, lying above the reactants by 3.8 kcal/mol. The CH\begin{document}$_2$\end{document}O+CH\begin{document}$_2$\end{document}F products can be formed by F atom migration from C\begin{document}$_\beta$\end{document} to C\begin{document}$_\alpha$\end{document} position via TS14, then H migration from O to C\begin{document}$_\alpha$\end{document} position via TS16, and C-C breaking to form the products via TS5, which is 1.8 kcal/mol lower in energy than the reactants, and 4.0 kcal/mol lower than TS11.     

乙炔基自由基(C2H·)与二氧化氮(NO2)气体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C2H+NO2 进行了计算, 建立了反应势能面并得到了3种产物. 利用RRKM理论估算了反应的总速率和分支比. 总速率为1.427×10-12×T0.556×exp(190.547/T) cm3*molecule-1*s-1, 其中主要产物P1(HCCO+NO)比例大于96%, 次要产物P2(HCNO+CO)和P3(HCN+CO2)小于4%.     

土卫六大气中H2和N+反应的动力学研究

依据Titan大气的压强和温度条件计算了N++H2→NH++H反应的热化学函数. 结果发现, 该反应是一个吸热反应, 在Titan的低温环境中不具有反应自发性. 运用量子化学理论计算研究了反应的动力学性质, 发现该反应在300 K温度下的反应速率k=4.16×10−10 cm3•mol−1•s−1, 在实验室温度下(298.15 K)的反应势垒是109.847 kJ•mol−1. 依据Titan电离层气压温度条件计算了90 Pa压强条件下1 K到5000 K温度范围内(极低温度和极高温度)的 反应活化能和反应速率, 研究发现低温下该反应的反应速率非常低, 而且, 随着温度的降低, 反应速率急剧降低. 理论计算值和文献中的实验值也符合得较好, 理论计算数据可以为星际分子的模拟实验提供一定的参考.     

O+HCNO反应势能面的理论研究

采用CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPVE方法对反应O＋HCNO进行了研究. 通过反应势能面揭示了该反应的机理, 通过H或O迁移等多步反应路径得到3种产物, 其中, P1(HCO+NO)为主要产物, P2(HNO+CO)和P3(NCO+OH)为次要产物. 为进一步实验研究提供了参考.     

BH+2与C2H2反应势能面的量子化学研究

用B3LYP/6-311G(d,p) 密度泛函方法和高级电子相关的CCSD(T)/6-311G(2df,p)偶合簇法研究BH+2与C2H2反应势能面. 结果表明 该势能面上存在(a) H2B+*C2H2, (b) HBCHCH2+, (c) H2BCCH+2和(d) H2*BHCCH+四种异构体, 其中(b)能量最低且在动力学上最稳定, (a), (c)和(d)在动力学上均不稳定; BH+2通过对C2H2的分步亲电加成以及随后的氢迁移和H2消除等反应形成离解产物HBCCH++H2, 该反应不需要活化能且大量放热. 计算结果有助于深入了解BH+2等缺电子硼氢正离子的反应行为.     

Molecular treatment of charge transfer cross sections in N5+ collisions with H2

We present cross sections for electron capture in N⁵⁺+H₂ collisions in the energy range 100 eV/amu≤E≤6 keV/amu. We employ a model potential aproximation to treat the interaction of the active electron with the cores, and a recently proposed method, which applies the independent particle model to evaluate the Hamiltonian matrix elements. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. Int J Quantum Chem, 2001     

Reaction of H2 and N+ Ion under Titan's Atmosphere

The thermochemical properties of reaction N⁺+H₂→NH⁺+H have been computed under Titan's atmosphere conditions. It is observed that this reaction is an endothermic reaction and cannot proceed forward spontaneously under low temperature. The rate for this reaction at 300 K has been calculated as k=4.16×10^?10 cm³·mol^?1·s^?1. The reaction barrier is 109.847 kJ·mol^?1 at 298.15 K, which is probably too high to allow this reaction to occur in the atmosphere of Titan. The kinetic properties of the reaction are calculated at a pressure of 90 Pa and a temperature ranging from 1 to 5000 K. It is found that this reaction has a very low reaction rate under low temperature in Titan's atmosphere and that the rate decreases drastically with decreasing temperature. This result should be applicable to interstellar place with low temperature values. The results are compared with those obtained from experiments.