准经典轨线研究Li+HF(v=0,j=O)→LiF+H反应动力学

基于Aguado等人拟合的APW势能面(PES),运用准经典轨线(QCT)方法,对反应Li+HF(v=0,j=0)→LiF+H的动力学性质进行了计算.主要研究了不同碰撞能条件下的反应截面、转动取向、产物散射角分布和竞争反应模式等.结果表明,该反应存在直接提取型和间接插入型两种反应模式,在低能量下反应以间接插入反应模式为主,能量大于200 meV时则以直接提取反应为主.     

Ba(~1S)+N_2O反应的化学发光偏振研究

当原子或分子之间经历反应碰撞后,产物分子的转动角动量矢量相对于初始相对速度矢量具有较明显的取向。达一信息可从测量反应生成的激发态产物分子的化学发光偏振度P得到。Zare等首先研究了反应Ba(~1S)+N_2O产物的化学发光偏振;近期Jalink等利用六极电场将反应物分子取向,研究了反应Ba(~1S)+N_2O的化学发光偏振与不同碰撞方位的关系。本文研究了化学发光偏振度随Ba(~1S)束速度(即反应物相对平动能)的变化,根据产物转动角动量分布对反应物相对平动能的依赖关系得到了Ba(~1S)+N_2O反应的反应机理及势能面的新图象。     

准经典轨线研究Li+HF(ν=0, j=0)→LiF+H反应动力学

基于Aguado等人拟合的APW势能面(PES), 运用准经典轨线(QCT)方法, 对反应Li+HF(ν=0, j=0)→LiF+H的动力学性质进行了计算. 主要研究了不同碰撞能条件下的反应截面、转动取向、产物散射角分布和竞争反应模式等. 结果表明, 该反应存在直接提取型和间接插入型两种反应模式, 在低能量下反应以间接插入反应模式为主, 能量大于200 meV时则以直接提取反应为主.     

反应物振动激发对反应O++DH(V=0,1,2,3,j=0)→OD++H 影响的准经典轨线研究

运用准经典轨线方法,基于RODRIGO势能面,对碰撞能为192.97 kJ/mol时,O++DH反应的立体动力学性质进行了理论研究,对k-j',k-k'两矢量相关和k-k'-j'三矢量相关的分布函数、反应几率、反应截面,以及产物转动取向参数进行了详细的讨论.结果表明,反应物的振动量子数对o++DH (v=0,1,2,3...     

烷烃与氢过氧自由基氢提取反应类反应能垒与速率常数的精确计算

氢过氧自由基从烷烃分子中提取氢的反应是碳氢燃料中低温燃烧化学中非常重要的一类反应。本文用等键反应方法计算了这一类反应的动力学参数。所有反应物、过渡态、产物的几何结构均在HF/6-31+G(d)水平下优化得到。以反应中的过渡态反应中心的几何结构守恒为判据,该反应类可用等键反应处理。本文选取了乙烷和氢过氧自由基的氢提取反应为参考反应,其它反应作为目标反应,用等键反应方法对目标反应在HF/6-31+G(d)水平的近似能垒和反应速率常数进行了校正。为了验证方法的可靠性,选取C5以下的烷烃分子体系,对等键反应方法校正结果和高精度CCSD(T)/CBS直接计算结果进行了比较,最大绝对误差为5.58k J?mol~(-1),因此,采用等键反应方法只需用低水平HF从头算方法就可以再现高精度CCSD(T)/CBS计算结果,从而解决了该反应类中大分子体系的能垒的精确计算。本文的研究为碳氢化合物中低温燃烧模拟中重要的烷烃与氢过氧自由基氢提取反应提供了准确的动力学参数。     

C2H与HO2双自由基反应的密度泛函理论研究

应用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT)对C₂H与HO₂双自由基的单重态反应进行了研究.在UB3LYP/6-311G水平上优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型.在CCSD(T)/6-311G^{**水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正.研究结果表明,反应物中自由基C₂H的边端C进攻自由基HO₂的边端O是主要的进攻方式.首先形成了中间体1(HCCOOH),由此经过不同的反应通道可以得到主要产物P1,次要产物P2,P3和P5.生成P1的反应热为-814.40kJ/mol.自由基C₂H的中间C进攻自由基HO₂的边端O是次要的进攻方式,可以得到产物P4和P6.根据势能面分析,所有反应均是放热反应.}     

Cl+HD反应产物的极化与态分布

利用准经典轨线理论,在BW2和G3两个势能面上,研究了Cl+HD反应的动力学.计算结果表明,产物的转动取向对势能面及反应体系的质量因子非常敏感.在BW2势能面上,计算的两个产物的转动取向强于在G3势能面上计算的结果,而无论是在BW2势能面上还是在G3势能面上,DCl产物的取向都强于HCl产物的取向.计算结果还表明,在不同的势能面上反应物的转动激发对反应的影响有着显著的不同.在BW2势能面上,反应物的初始转动激发有利于Cl+HD反应的进行;而在G3势能面上,反应物的初始转动激发消弱了反应的反应性.     

吡唑衍生物与碘甲烷反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函方法对3-甲硫基-4-氰基-5-氨基吡唑与碘甲烷反应的机理进行了研究. 提出了两种可能的反应途径: 反应途径Ⅰ为反应物先脱去吡唑上的质子, 生成阴离子中间物, 然后碘甲烷分别进攻中间物吡唑环上的2个氮原子, 生成两种异构产物; 反应途径Ⅱ为反应物通过分子间氢转移存在两种异构体, 碘甲烷直接进攻每个异构反应物吡唑上的氮原子, 形成中间物, 然后脱去碘化氢, 生成产物. 计算结果表明, 途径Ⅱ应为主要反应途径. 还找出了两种异构产物间甲基迁移反应的过渡态, 得出该反应的活化能为278.5 kJ/mol, 在常温下甲基迁移反应不容易进行.     

H+H2(v=0,1)→H2(v′)+H反应截面的电子非绝热三维量子散射近似计算

本文把电子非绝热一维量子散射反应几率和三维量子散射反应截面的近似公式结合起来, 对于反应物分子(H_2)不同的量子振动态(v=0, 1) 分别计算了H+H_2(v=0)→H_2(v′=0, 1)+H和H+H_2(v=1)→H_2(v′=0, 1)+H的平均反应截面σ_0和σ_1, 并同文献上用电子绝热理论计算的结果作了比较, 表明对这类中性原予-分子反应碰撞的过程, 特别是当反应物分子处于振动激发态时, 电子非绝热效应是存在的。     

碰撞能对K(~2S)+HF(X~1Σ~+)→KF(X~1Σ~+)+H(~2S)反应的影响（英文）

基于Sayós等构建的基态势能面,运用准经典轨线方法对原子-分子反应K(~2S)+HF(X~1∑+)→KF(X~1∑+)+H(~2S)的立体动力学性质进行了研究.计算了该反应的极化微分反应截面、两矢量k-j′相关分布函数P(θ_r)、三矢量k-k′-j′相关分布函数P(?_r)和空间分布函数P(θ_r,?_r).结果表明,产物KF的转动角动量j′不仅在垂直于反应物相对速度矢量k的方向上有强烈的取向效应,而且还定向于y轴的负方向,转动角动量j′敏感地依赖于碰撞能.     

乙烯酮自由基(HCCO·)与二氧化氮(NO2)反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//MP2/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应HCCO+NO2进行了计算, 建立了反应势能面. 此反应由反应物通过三步反应到达产物. 首先, NO2的O原子进攻HCCO自由基中与H相邻的C原子, 形成异构体1[ONOC(H)CO]或2[H(CONOC)O]. 然后, 异构体1和2通过N-O键的断裂形成产物NO和OC(H)CO. 最后, 产物中的OC(H)CO可以通过C-C键的断裂进一步分解为HCO和CO. 由HCCO+NO2反应得到产物NO+HCO+CO.     

N(~4S)+NO(X~2II)→N_2(X~3Σ_g~-)+O(~3P)反应的立体动力学(英文)

采用准经典轨线方法研究了在不同碰撞能下,碰撞反应N(4S) NO(X2!)→N2(X3"g-) O(3P)在两个最低势能面3A″和3A′产物与反应物之间的矢量相关.结果表明,对于不同的碰撞能,在两个势能面上反应产物的转动取向展示了不同的特征和趋势.发生在3A″势能面上的反应主要由外平面机理支配,而发生在3A′势能面上的反应倾向于受内平面机理支配.这些差异来自于两个势能面的不同构型.     

环氧乙烷与胺基负离子反应过渡态的量子化学研究

本文用SCF MO ab initio法研究了环氧乙烷与NH~2^-的亲核置换反应.用能量梯度优化方法(辅以可变尺度法)优化出了反应物与产物的平衡几何构型,与实验对应较好.用Powell的对梯度的Euclidean范数σ求极小的方法优化出了过渡几何构型,并从过波态的力常数矩阵求得了相应于反应坐标的频率为821icm^-1,从而对求出的过渡态进行了确证.用STO-3G基组求出该反应的活化能为44.50kJ.mol^-1,由过渡态和产物的几何构型得出NH~2^-基本上沿环氧乙烷的"弯键"方向进攻.将过渡态看成由变形后的反应物分子与进攻试剂形成的"超分子",用Morokuma的能量分解方案对它们之间的相互作用能进行分解,得出了电荷迁移相互作用和静电相互作用在反应中都起重要作用的结论.     

卡宾与醚C-H键插入反应的理论研究(Ⅱ)--二氯卡宾和二氟卡宾与二甲醚的插入反应

用量子化学从头算方法在 MP2 / 6 -31 G(d)水平上研究了单重态的 CX2 (X=F,Cl)与二甲醚中 C— H键的插入反应 .两个体系的插入反应都是自发的 ,插入过程是 CX2 的亲电 -亲核过程 .CX2 与二甲醚的插入势垒分别为 1 2 5 .9k J/ mol(经零点能校正后为 1 32 .2 k J/ mol,X=Cl)和 2 5 5 .3k J/ mol(经零点能校正后为2 5 7.6 k J/ mol,X=F) .CF2 的插入反应实际上难以发生 .     

N(4S)+ NO(X2Π)→N2(X3Σg-)+O(3P) 反应的立体动力学研究

采用准经典轨线方法研究了在不同碰撞能下，碰撞反应N(4S)+NO(X2Π)→ N2(X3Σg- )+O(3P)在两个最低势能面3A 和 3A'上产物与反应物之间的矢量相关. 结果表明，对于不同的碰撞能，在两个势能面上反应产物的转动取向展示了不同的特征和趋势. 随着碰撞能的增加，发生在3A 势能面上的反应主要受外平面机理支配，而发生在 3A' 势能面上的反应倾向于受内平面机理支配. 这些差异来自于两个势能面的不同构型.     

白藜芦醇清理羟基自由基夺氢机理的量子化学研究

在DFT方法的B3LYP/6-31G水平下, 对反式白藜芦醇分子的所有可能构象进行了优化, 并对最稳定构象进行了自然键轨道分析. 键级数据表明, 白藜芦醇清理羟基自由基最活泼反应位点应为其单羟基环上的羟基, 对产物白藜芦醇自由基的优化结果表明, 单羟基环氧自由基的稳定性最高. 在B3LYP/6-31G水平下寻找白藜芦醇单羟基环羟基清理羟基自由基的过渡态, 频率分析结果表明只存在一个虚频. 对该过渡态结构进行内禀反应坐标反应路径解析(IRC), 结果表明, 过渡态沿反应坐标方向分别指向反应物络合物和产物络合物, 反应通道各个能量驻点显示反应物与反应物络合物的能量差为E1=173.5193 kJ/mol, 反应物络合物与过渡态、反应物络合物与产物的能量差分别为Ea=16.5143 kJ/mol, E2=51.8799 kJ/mol. 可见反应物的能量远高于过渡态及产物, 因此, 反应物络合物的形成应是整个反应的驱动力.     

类卡宾CH2ClLi和甲醛加成反应机理的从头算

以HF/6-31G*基组研究了类卡宾CH2ClLi和甲醛在四氢呋喃溶液中的加成反应机理.CH2ClLi和甲醛,首先生成一个初期络合物,并伴有明显放热.络合物经一个平面双环结构的过渡态到达产物,仅需要一个很小的活化能(14.6 kJ/mol).在这个羰基加成过程中,甲醛羰基碳的亲电进攻较类卡宾碳的亲核进攻表现得更加活跃.整个反应放热效应达216.5 kJ/mol.     

三维H+H2(v,j)→H2(v′,j′)+H反应中复合态生成及产物转动态分布的量子散射理论研究

用排列通道线性组合-散射波函数(LCAC-SW,linear combination of arrangement channelsscattering wavefunction)量子反应散射方法计算了H+H2(v,j)→H2(v′,j′)+H三维态-态反应几率,分析了反应体系的复合态生成(或能量共振结构),并由产物的转动态分布解释了能量共振的起源来自于平动态-内态之间的干涉效应.     

转动取向影响因素的多元非线性分析

在不同拓扑特征的London-Eying-Polanyi-Sato(LEPS)型势能面上，应用经典轨线法计算了不同动态条件下的58个样本，应用多元非线性分析方法研究了势能面及动态条件对转动取向的影响.结果表明, 对于A＋BC→AB＋C类反应, 反应物分子的质量比、势能面出口处的宽度和相对平动能对产物分子的转动取向有重要作用，且发现不同影响因素之间的乘积对产物的转动取向具有更重要的作用.     

羟基钴催化氢甲酰化反应的理论研究

采用有效核势能近似(ECP)从头算方法,在HF/LANL2DZ水平下研究了羰基钴催化的氢甲酰化反应循环中的羰基插入、H2 氧化加成和脱氢还原系列基元反应步骤的反应机理.优化得到了反应基态势能面的中间体、过渡态和产物的几何构型.计算了反应活化位垒,并对各过渡态进行了振动分析以确认.理论计算结果表明,羰基插入、H2 氧化加成、脱氢还原的基元反应步骤的活化位垒分别为67.79、139.11和44.78kJ·mol-1.