Ti^＋离子和C2H4分子自旋禁阻反应中C—H键活化机理的理论研究

用密度泛函B3LYP方法,研究了二重态和四重态势能面自旋禁阻反应Ti^＋（^4F,3d^24s^1）＋C2H4→TiC2H2^＋（^2A2）＋H2的微观机理．通过自旋．轨道耦合的计算讨论了势能面交叉点和可能的自旋翻转过程．中间体IM1-^4B2处,四重态和二重态间的旋-轨耦合值为59．3cm^-1．自旋多重度必将发生变化,从四重态系间穿越到二重态势能面形成共价型复合物IM1-^2A1,同时导致四重态势能面的势垒明显降低．到插入中间体IM2后,二重态势能面上有两条不同的反应路径,即分步和协同路径,后者在二重态势能面上得到放热产物TiC2H2^＋（^2A2）＋H2具有较低的活化势垒,4．52kcal／mol,其主反应路径为：Ti^＋＋C2H4→^4IC→IM1—^4B2→4.2ISC→IM1—^2A1→[^2TSins]→IM2-^2A”→[^2TSMCTS]→IM5→TiC2H2^＋（^2A2）＋H2．     

统一统计理论多分割面热反应速率的计算程序

应用GAUSS积分方法，设计了建立在统一统计理论基础上的多分割面量子方法计算热反应速率的计算程序．通量积分N（E，S）基于内禀反应坐标（IRC）的信息采用阶梯函数量子数态法计算，由其微正则变分确定分割面．IRC信息由量子化学从头算方法得到．程序用FORTRAN语言编写．详细阐述了基本理论和程序算法及对H2＋H反应体系的成功应用．该程序可进一步适用于多原子分子的较大体系．     

~1Σ~＋Ni─CO分子簇的从头算研究

采用ＵＨＦ及ＵＭＰ＿２方法，对~１Σ~＋Ｎｉ─ＣＯ分子簇的成键机制进行了从头算研究。计算表明，在σ空间，Ｎｉ~１Ｓ（ｄ~（１０））导出态的主要成键特征是ＣＯ５σ→Ｎｉ４ｓ的授键作用；而Ｎｉ~１Ｄ（ｄ~９ｓ~１）导出态的主要特征是４ｓｐ＿σ极化。在~１Σ~＋Ｎｉ─ＣＯ分子簇中总的成键机制是：ｄ~（１０）导出态中π反馈作用大于σ授键作用；而ｄ~９ｓ~１导出态中σ授键作用强于π反馈作用。由于接受配键机制一定伴随着轨道之间的重叠，因而为了给出合理的Ｍ─Ｌ作用分析，进行补偿计算是重要的。     

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．     

Er^3＋：Y0.5Gd0.5VO4晶体的生长和光谱性质

用液相法合成GdVO4和YVO4多晶原料，提拉法生长出具有高光学质量的Er^3＋：Y0.5Gd0.5VO4混晶。用ICP法分析了晶体中Er^3＋离子的浓度。用x射线粉末衍射法对晶体的晶胞参数进行了测量，分别测量了1．62％（原子分数）Er^3＋：Y0.5Gd0.5VO4晶体的偏振吸收光谱、荧光发射光谱和荧光寿命谱；光谱显示该晶体在382，454，525，656，804，985，1536nm有很强的偏振光吸收峰，且π偏振光（E∥C）吸收远强于σ偏振光（E⊥C）吸收；同时通过偏振吸收光谱，计算了晶体吸收峰的半高宽度和吸收截面；与Er^3＋：YVO4，Er^3＋：GdVO4晶体吸收峰的半高宽度和吸收截面进行了比较。其荧光发射（^4I13/2-^4I15/2跃迁）峰值波长在1．5μm，荧光寿命为4．7ms；光谱特性表明Er^3＋：Y0.5Gd0.5VO4晶体是潜在的高效率激光晶体材料。     

H＋CH3NO2→H2＋CH2NO2反应途径和变分速率常数计算研究

采用MP2（FULL）／6－311G**从头算方法，优化了H＋CH3NO2——H2＋CH2NO2反应的过渡态结构，得出该反应的正逆反应的活化位垒分别是82．73和57．14 kJ·mol－1 ．沿IRC分析指出该反应是一个H—H键生成和C—H键断裂的协同反应，而且在反应途径上存在一个引导反应进行的振动模式，这一反应模式引导反应进行的区间在- 0．7～0．2（amu）1/2·a0之间；在 1000～1400 K温度范围内，运用变分过渡态理论（CVT），计算了该反应的速率常数，计算结果与实验相一致．     

BaLaB_9O_（16）中Ce~（3＋）敏化Dy~（3＋）发光的机理

在紫外光激发下，研究了ＢａＬａＢ９Ｏ（１６）中Ｄｙ（３＋）、Ｃｅ（３＋）的发光光谱、激发光谱、发光强度及荧光寿命随着组成变化的规律性．结果表明：Ｄｅ（３＋）对Ｄｙ（３＋）的发光有相当强的敏化作用，Ｃｅ（３＋）→Ｄｙ（３＋）的能量传递效率可高达９３％，能量传递的机理为电偶极－偶极相互作用的共振传递．根据３４９ｎｍ激发下Ｄｙ（３＋）发光强度与浓度的关系，证明了Ｄｙ（３＋）发光的自身浓度猝灭机理也为电偶极－偶极相互作用．     

碱土金属离子（Mg^2＋，Ca^2＋，Ba^2＋）掺杂对长余辉荧光粉SrAl2O4：Eu^2＋，Dy^2＋发光性能的影响

采用高温固相法制备了碱土金属离子（Mg^2＋,Ca^2＋,Ba^2＋）掺杂的SrAl2O4：Eu^2＋,Dy^3＋长余辉荧光粉。XRD谱分析表明,随着基质中掺入的碱土金属离子（Mg^2＋,Ca^2＋,Ba^2＋）浓度增加,基质晶格常数也随之发生变化。Mg^2＋,Ca^2＋和Ba^2＋ 3种碱土离子在SrAl2O4中的固溶范围分别为40％,15％和30％。光谱分析则表明在固溶范围内随着掺杂Mg^2＋,Ca^2＋和Ba^2＋浓度的增大,样品的发射峰值会在480～530nm范围出现规律性移动。适当浓度的Mg^2＋,Ba^2＋掺杂会不同程度地提高样品的发光强度,而Ca^2＋的掺杂则会降低发光强度。但是碱土金属离子（Mg^2＋,Ca^2＋,Ba^2＋）的掺杂并不能延长SrAl2O4：Eu^2＋,Dy^3＋荧光粉的余辉时间。     

预测[Si, C, S]＋和[Si, C, S]－体系的稳定异构体

采用DFT, QCISD及CCSD(T)方法分别对二重态的[Si, C, S]＋和[Si, C, S]－体系势能面进行理论计算, 用QCISD/6-311＋G(d)方法, 在[Si, C, S]＋和[Si, C, S]－体系中, 我们分别得到了2个过渡态连接的3个稳定体和2个过渡态连接的4个稳定体, 经热力学及动力学分析发现, [Si, C, S]＋体系只有二重态线性的离子[Si—C—S]＋可能稳定存在, 而[Si, C, S]－体系有二重态线性的离子[Si—C—S]－和三元环c-[SiCS]－可能稳定存在.     

超价化合物NLi4^n＋和OLi4^n＋电子结构和性质

以６－３１Ｇ＾＊基组利用ＨＦ、ＭＰ２和ＤＦＴ方法优化了超价化合物ＮＬｉ４＾ｎ＋和ＯＬｉ４＾ｎ－的几何构型。研究结果表明，ＭＰ２和ＤＦＴ法计算出的ＯＬｉ４分子解离出Ｌｉ和Ｌｉ２的反应能与已有的实验值吻合，对于ＮＬｉ４分子，得到其解离出Ｌｉ和Ｌｉ２的反应能分别为１９１．７８和５１５．３７ｋＪ／ｍｏｌ（ＭＰ２值）。并预测了ＯＬｉ４＾ｎ＋和ＮＬｉ４＾ｎ＋分子的基振动频率。     

3-二甲氨基-2-甲基丙烯醛S2激发态结构动力学

采用共振拉曼光谱和完全活性自洽场理论计算研究了3-二甲氨基-2-甲基丙烯醛（DMAMP）光激发到S2（ππ^＊）态后的光物理性能,在B3LYP／6—311＋＋G（d,p）水平计算确定了DMAMP与其三种异构体之间的基态异构化能垒,指认了振动光谱．采用涵盖紫外强吸收带的激光波长,获得了DMAMP在环己烷、乙腈和甲醇溶剂中的A-带共振拉曼光谱,含时密度泛函方法计算确定了该光谱中基频的相对强度,发现振动-电子耦合发生在S2（）态的Franck—Condon区域．CASSCF计算方法确定低单重和三重激发态、势能面锥形交叉点和系间窜跃点的激发能．共振拉曼光谱强度模式分析和CASSCF计算获得了DMAMP的A一带短时结构动力学和其后的衰变动力学表明,C1=06和C2=C3之间的瞬时去共轭效应发生在S2（ππ^＊）态的Franck—Condon区域,激发态电荷重分布机制表明,C3和二甲氨基之间以及C1和C2之间的共轭增强效应发生在波包离开Franck-Condon区域后．C1=06和C2=C3之间的去共轭效应使得-C3=N（CH3）2沿着C2-C3键旋转更加容易,C1-C2之间以及C3和N（CH3）的共轭增强效应使得绕C1-C2和C3-N5旋转变得比较困难．这些表明DMAMP初始结构动力学沿着CI-1（S2／S0）交叉点展开,而沿CI-2（S2／S0）和[CI-3（S2／S0）交叉点展开的几率可以忽略,提出了DMAMP分子受光激发从S2,FC（ππ^＊）经由各锥形交叉点和各系间窜跃点回到S0或T1,min的两个衰变通道。     

气相中Nb＋活化CS2中的C-S键

以Nb＋与CS2反应作为第二前过渡金属离子与CS2反应生成金属硫化物离子和CS的范例体系．采用密度泛函UB3LYP方法,对于Nb＋采用Stuttgart赝势基组,对于C和S采用6—311＋G（2d）基组,计算研究了Nb＋在基态和激发态时与CS2气相反应的机理．全参数优化了反应势能面上各驻点的儿何构型,并且用频率分析方法和内禀反应坐标方法对过渡态进行了验证．结果表明Nb＋与CS2的反应是插入-消去反应,在反应过程中会发生系间窜越,并且找到了两个势能面的能量最低交叉点．     

气相反应C_(60)+O_3=C_(6O)(C_(2v))+O_2热力学函数的计算

计算了气相反应C60＋O3＝C6O（C2v）＋O2的热力学函数．得到了该反应Gibbs自由能的具体数值，结果表明在所研究的温度范围内Gibbs自由能为负值，从热力学角度来说，该反应可以自发进行,在计算该气相反应热力学函数的基础上，给出了气相C6O（C2v）的标准热力学函数     

反应物振动激发对反应He＋H2^2→HeH^＋＋H影响的准经典轨线研究

基于PPA势能面（Palmieri,P.;Puzzarini,C．;Aquilanti,V．Mol．Phys．,2000,98：1835）,运用准经典轨线（quasi—classical trajectory）方法,对反应He＋H2^＋（v=0—2,j=0）→HeH^＋＋H的立体动力学性质进行了理论研究．结果表明,反应物振动激发对反应的k-j’两矢量相关和k—k’-j’三矢量相关分布都产生了较大影响．除此之外,极化微分反应截面对振动量子数”也非常敏感．     

在Y型分子筛中Co~（2＋）、Ni~（2＋）配合物的合成及其应用研究

用气相法和液相法分别在Ｙ型分子筛的超笼中合成了Ｃｏ（２＋）、Ｎｉ（２＋）的乙二胺配合物，并用红外（ＦＴ－ＩＲ）、顺磁共振（ＥＳＲ）等方法对配合物的组成和稳定性进行了研究．ＣＯ（２＋）的单核配合物在室温下可与Ｏ２分子形成加合物，这种优先并可逆地吸附氧气的性能在氧气富集、对空气进行氧氮分离和食品保鲜等方面有广泛的用途．     

Ce~（4＋）－Ce~（3＋）循环体系引发淀粉与丙烯酰胺接枝共聚合反应动力学研究

Ｃｅ~（４＋）－Ｃｅ~（３＋）循环体系引发淀粉与丙烯酰胺接枝共聚合反应动力学研究张连生，王玉芹，杨巍（黑龙江大学化学系，哈尔滨，１５００８０）（黑龙江商学院商管系，哈尔滨，１５００７６）关键词Ｃｅ~（４＋）－Ｃｅ~（３＋）循环引发、Ｃｅ~（４＋）复合引发?..     

HCO＋HCN→HCHO＋CN反应机理研究

用ａｂｉｎｉｔｉｏ方法在ＵＨＦ／６－３１Ｇ基组上研究了ＨＣＯ　＋ＨＣＮ→ＨＣＨＯ＋ＣＮ　反应的反应机理。经寻找反应的过渡态和计算内禀反应坐标（ＩＲＣ）表明，该反应经一过渡态而形成产物，具有较宽的位垒，并属于后位垒反应。用ＵＭＰ２∥６－３１Ｇ方法计算的活化位垒为１４９．６０２ｋＪ／ｍｏｌ，与实验值（１４３．００１ｋＪ／ｍｏｌ）相当一致。     

原子和分子片的洪特多重度规则的量子化学解释

以7种原子和5种分子片物种为例，采用UHF／6—311＋＋G（3df，2p）方法，优化了它们的电子在垂直和绝热跃迁过程中的构型，计算了相同电子组态，不同低自旋态和高自旋态物种的最低单点能量（ES，ET）；比较了它们的最高占据轨道能量（低态能εS-HOMO，高态能εT-HOMO）．结果发现，无论是绝热还是垂直变化过程，也不论键距长短，总会存在如下关系：△εHOMO=εS-HOMO—εT-HOMO〉0，△ES-T≈△εHOMO〉0．最后证明了这些关系式．     

H＋NF_2→NF（α）＋HF反应的从头算研究

本文用量子化学从头算法对Ｈ＋ＮＦ_２→ＮＦ（α）＋ＨＦ反应进行了理论研究，采用ＭＰ_２（ＦＵＬＬ）／６－３１Ｇ（ｄ）方法计算了反应物、产物、中间体和过渡态的构型参数和振动频率，然后用Ｇａｕｓｓｉａｎ－２理论计算了各物种的精确能量，计算结果表明：反应在单重态势能面上进行，电子激发态ＮＦ（α）通过复合－消除机理产生，用Ｇ２理论计算２９８Ｋ下反应的焓变为－１１９．４ｋＪ／ｍｏｌ，过渡态比反应物能量低９８．４ｋＪ／ｍｏｌ．中间体ＨＮＦ２是势能面的最低点，比反应物的能量低３１３．５ｋＪ／ｍｏｌ．     

Ru（bpy）2（NCS）2染料敏化CdS／Zn^2＋—TiO2复合半导体纳米 …

采用水热法合成了Ｚｎ＾２＋离子掺杂的ＴｉＯ２纳米粒子「Ｚｎ＾２＋掺杂量０．５％（物质的量的比）」,并用光电化学方面研究了经Ｒｕ（ｂｐｙ）２（ＮＣＳ）２（ｂｐｙ＝２,２’－ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ－４,４’－ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ）分别敏化的掺杂Ｚｎ＾２＋的ＴｉＯ２电极（简写为Ｚｎ＾２＋ＴｉＯ２）和ＣｄＳ／Ｚｎ＾＋－ＴｉＯ２复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学行为。实验证明Ｒｕ（ｂｐｙ）２（Ｎ