HC4N分子电子结构和势能面的理论研究

本文采用高精度的从头算方法计算了星际分子HC4N的电子结构和势能面。使用MP2/cc-pVTZ方法进行构象优化,共获得23个稳定单重态构型和21个过渡态。其中稳定结构包含线性构型,氢支链构型,以及含三元环,四元环和五元环的构型。进一步的精确单点能量计算在CCSD(T)/cc-pVTZ方法下进行,并采用G3(MP2)方法对比。通过结果分析得到HC4N单重态的5个热力学和动力学都比较稳定的的构型,分别为3个三元环结构R31,R32,R35,一个链状构型C1和一个氢支链构型B1。     

HSCCS自由基势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,f)//MP2/6-311G(d,f) ZPE水平下,计算得到含有8个异构体和11个过渡态的HSCCS自由基体系势能面,讨论了异构体的结构与稳定性及异构体之间的异构化过程.结果表明异构体m1的能量最低,除m1以外,异构体m2和m3的能量也比较低,在MP2水平上,过渡态TS1的能量比异构体m2仅高3.9kJ/mol,而在CCSD(T)水平上,TS1的能量比m2低14.6 kJ/mol,这说明异构体m2可以迅速转化为能量更低的m1.异构体m3的能量比异构体m1高49.99 kJ/mol,可以推断,在合适的实验条件下可以观测到异构体m1.     

CS与NO分子反应势能面的理论研究

应用量子化学从头计算和密度泛函理论(DFT)对CS分子和NO分子的反应机理进行了研究. 在B3LYP/6- 311G**和CCSD(T)/6-311G**水平上计算了CS分子与NO分子反应的二重态和四重态反应势能面. 计算结果表明, 二重态反应势能面中, CS分子的C端和NO的N端连接是主要的反应方式. 反应物先经过过渡态TS1, 形成具有直线结构的中间体1 (CSNO). 中间体1经过一系列异构化得到主要产物P₁ (CO＋SN). 此反应是放热反应, 反应热为－183.75 kJ/mol . 而四重态由于反应入口势垒过高, 是不重要的.     

HCO+NO2反应势能面的理论研究

在B3LYP/6-311G(d,p)和CCSD(T)/6-311G(d,p)水平上给出了HCO+NO₂反应详细的势能面信息.计算结果表明,该反应采用两种无垒进攻方式,分别得到两种加合物H(O)CNO₂和H(O)CONO.找到7种能量低于反应物且合理的产物及相应的反应路径.通过对热力学和动力学的分析,产物HONO+CO(P2,P3),HNO+CO₂(P1)和H+CO₂+NO(P6)的形成更为有利.计算结果同实验相符,且有助于深入了解HCO自由基的化学行为.     

B4O分子异构化稳定性的理论研究

采用CCSD(T)/6-311+G(2df)//B3LYP/6-311+G(d)方法, 系统研究了B₄O体系各个异构体的结构和能量, 以及重要异构体的解离和异构化稳定性. 结果表明, 单态平面三角形含-BO单元的异构体cB₃-BO ¹1能量最低, 其次是带状的异构体B₄O ¹2(10.9 kJ/mol), 并且¹1和¹2结构都具有良好的动力学稳定性. 因此对于B₄O体系, ¹1和¹2都是有可能存在的. 而文献报道的三态直线型结构BBBBO(146.0 kJ/mol)的能量比异构体¹1和¹2高得多.     

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.     

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).     

构造SO~2分子势能面的李代数方法

把李代数方法得到的SO~2分子的代数Hamiltonian,利用相干态基经典化并找到一个新的变换,将分子的键角引入,而得到SO~2分子的势能面。由该势能面计算的解离能,所给出的势能面的立体图和相应的等高线以及力常数与其他方法给出的相一致。该方法可以推广到多原子分子及反应体系。     

C2H3和NO2反应势能面的理论研究

在CCSD(T)／6—311G(d，p)／／B3LYP／6—3llG(d，p)水平上给出了反应C2H3 NO2的详细势能面信息，并列出了中间体和过渡态的几何构型．通过深入分析反应路径及反应机理，得到5个能量可行的产物和6条反应通道，其中产物C2H3O NO的形成又有利，而产物CH2CO HNO则是次要产物，其他产物在通常条件下可以忽略．     

NO+HCCCO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NO＋HCCCO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O迁移、C—C键或N—O键断裂等多步反应, 得到4种产物, 其中, 最主要产物为P1(HCCO+NCO).     

Theoretical Studies on the Potential Energy Surface and Vibrational Energy Levels of HXeBr

The potential energy surface for the electronic ground state of the HXeBr molecule is constructed from more than 4200 ab initio points calculated using the internally contracted multi-reference configuration interaction method with the Davidson correction （icMRCI ＋ Q）. The stabilities and dissociation barriers are identified from the potential energy surface. The three-body dissociation channel is found to be the dominant dissociation channel for HXeBr. Low-lying vibrational energy levels of HXeBr calculated using the Lanczos algorithm are found to be in good agreement with the available experimental band origins.     

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.     

Theoretical Investigation of the C2H2B2 Potential Energy Surface

Fifteen unique energy minima and thirteen transition states on the C ₂H₂B₂ potential surface have been located and optimized at the MP2 level of theory with the 6-311G(d,p) basis set. The planar four-membered ring isomer , 1, an analog of cyclobutadiene, is a transition state lying 37 kcal/mol above the nonplanar four-membered ring , 3. The planar , 10, is the second most stable species found, lying 72.2 kcal/mol below 3. The nonplanar, butterfly-shaped ring, 4, is a local minimum 33.7 kcal/mol more stable than 3. A four-membered ring isomer with alternating boron–carbon locations, , 5, lies 67.0 kcal/mol below 3 and 33.3 kcal/mol below 4. The ring of 5 is planar with one hydrogen above and one below the plane (C _2h symmetry). The borylene-substituted boracyclopropene, , 8, is a planar local minimum lying 36.0 kcal/mol above 5. The most stable C₂H₂B₂ isomer found was the planar, four-membered ring system 22 (D _2h symmetry) composed of two BCC three-membered rings fused across the C-C bond. Structure 22 lies 22.2 kcal/mole below 10, 105.4 kcal/mol below 3, 71.7 kcal/mol below 4, and 38.2 kcal/mol below 5. Isomer 22 is the structural analog of the trialene form of C₄H₂. The most stable linear isomer, HB BH, 26, was surprisingly 50.5 kcal/mol less stable than 22. The stabilities of the two most stable cyclic isomers 10 and 22 may be explained by aromaticity.     

势能面拓扑结构失稳与A+B2反应途径分叉条件

研究势能面拓扑结构对认识势能面的复杂性，分析势能面的关键区域，简化量化计算以及了解反应机理等都具有极其重要的意义＊．近些年来，关于势能面反应途径分又研究表明：势能面拓扑结构失稳会导致反应途径分叉，从而使得分子体系出现一系列新的现象和规律［’－’］．根本上来说，势能面拓扑结构最终由临界点的拓扑性质以及其数目所决定［‘1．因而研究势能面临界点的种类及其变化有至关重要的作用·本文用微分动力学系统定性方法分析了势能面上临界点的拓扑结构类型，并给出平面线性线系统势能面拓扑结构失稳的条件；针对三原子A＋BZ反…     

Theoretical Study on Dissociation Potential Energy Surface of Peroxynitric Acid

The lowest energy structures of peroxynitric acid have been studied with B3LYP/6-311+ G(2d,2p) method. The potential energy surfaces (PES) along the O-N and O-Obonds have been scanned at CCSD(T)/aug-cc-pVDZ level, respectively. The calculated results show that on the O-N PES, the O3-N4 bond length of the loose transition state is 2.82 ? and the corresponding energy barrier is 25.6 kcal/mol, while on the O-O PES, the loose transition state with of O2-O3 bond length of 2.35 ? has the energy barrier of 37.4 kcal/mol. Thus the primary reaction path for peroxynitric acid is the dissociation into HO₂ and NO₂.     

SO2基态势能面和振转能级的理论研究

在键长-键角坐标下,精确求解SO₂的核振动方程,并通过与实验数据比较来优化势能参数,由所得势能面计算得到38个振动能级,与实验值相比,均方根误差为0.93cm^-1.计算了³⁴SO₂的部分振动能级以及³²SO₂的J=6以下的部分振动能级,所得结果均与实验值较为吻合     

Xe-N2O复合物的分子间势能面和振转光谱的理论研究

采用CCSD(T)方法研究了范德华分子体系Xe—N2O复合物的势能面和振转光谱性质,研究表明,该势能面有两个极小点,分别对应T构型和线性Xe—ONN构型,采用离散变量表象和Lanczos算法计算了体系的振转能级,计算结果表明,CCSD(T)势能面支持97个振动束缚态,并对能级进行了指认,计算得到的Xe—N2O转动跃迁频率与实验值吻合得很好。     

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.     

Theoretical Study on the Structures and Stability of Isomers and Complex of[Si,C,O,O] Sytem

A detailed singlet potential energy surface(PES) of [Si,C,O,O] system including a van der Waals (vdW) comples SiO……CO2,eight isomers,and twelve transiton states is investigated by MP2 and QCISD(T) (single-point)methods.At the final QCISD(T)/6-311 G(2df)//MP2/6-311G(d) level with zero-point energy included,the complex SiO……CO is found to be thermodynamically and kinetically the most stable species.Although eight ismoers are located as local energy minima,they are rather unstable toward isomerization to the dissociation fragments or comples.For the reaction of silocon atoms with carbon dioxide,two competitive reaction channels are found,and the primary pathway,which leads to the products of SiO and CO fragments,is the direct oxygen-abstraction process from carbon dioxide by silicon atom with a41.16 kJ/mol reaction barrier height.Our predications are in good agreement with previous experimental and theoretical studies.