凝聚相质子转移反应的量子动力学理论

质子转移反应在化学、生物、材料等领域起着十分重要的作用.相关研究中尚未得到很好解决的一个重要问题是质子自由度的量子力学效应对反应动力学的影响.本文简介近年来凝聚相质子转移反应量子动力学理论的一些进展,主要包括修正的过渡态理论、量子过渡态理论,将质子自由度量子化以后的非传统质子转移反应理论,以及通过数值模拟直接计算质子转移反应的方法,并简单介绍质子耦合电子转移理论的框架.     

化学动力学中的非绝热过程及其理论研究

伴随着原子核的运动出现的电子态之间的跃迁,被称为非绝热过程.近年来,实验结果表明,非绝热过程广泛存在于多种化学体系中.从理论上理解这一过程极具挑战性,因为该过程中电子和原子核的运动耦合在一起,量子化学的基本假设波恩-奥本海默近似被打破.本文介绍通过理论化学方法模拟非绝热过程的现状,讨论所涉及的非绝热动力学(量子和半经典动力学)和量子化学计算方法(高精度电子相关方法、半经验方法和TDDFT方法),同时也介绍一些典型的非绝热过程(生物分子的光稳定性、光异构化、自旋翻转、激发态电子和能量转移).尽管目前非绝热动力学领域已经取得了很大进展,但处理复杂体系仍然面临诸多挑战.解决这一问题需要动力学理论、量子化学方法和计算机技术等领域的共同发展.     

非绝热量子散射动力学

综述了非绝热化学过程的研究,着重介绍了含时波包非绝热量子动力学方法,以及在化学反应中的非绝热动力学、光解非绝热动力学及非绝热传能过程的应用.     

无处不在的化学——化学动力学

Starting from an example of how to extinguish a fire, this article illustrates how chemical dynamics plays a role in our life. It also introduces what is chemical dynamics and the contribution of Dutch chemist Jacobus H. van't Hoff to chemical dynamics. The horse racing analogy is used to illustrate how the amount of reactants, energy, catalysts and other factors affect the chemical reaction rate.     

动力学化学分析法

1959年12月在莫斯科召开的全苏希有元素及半导体分析会议指出,希有元素测定方面的基本任务是制定更灵敏、特效、简便、快速的分析方法。会議认为进一步发展催化分析是达到这个目的最有希望的途径之一。最近,巴布柯在“分析化学的现代课题”及科列曼在“微量杂质的定量分析”的文章中都曾提到基于催化反应的动力学方法对于极微量杂质的测定具有重大的作用,并指出这个方法一般具有秀高的灵敏度,可以測定     

PBFC-PI量子动力学方法及应用

对多原子体系的量子动力学计算非常重要, 然而, 对含六原子以上的分子体系进行精确量子动力学计算仍具挑战性. 面向过程的基函数定制(PBFC)-并行迭代(PI)方法是一种高效的量子动力学方法, 已应用于对含九原子的丙二醛异构体系的氢迁移速率的精确量子计算. 本综述首先阐明了PBFC的基本思想, 之后重点回顾了PBFC-PI方法的具体内容、 该方法与其它方法的结合及其应用方面的新进展. 应用这些方法实现了对单氢迁移、 协同双氢迁移和分步双氢迁移3种类型基准体系的大规模并行计算, 有助于获得对氢迁移过程的新认识.     

苯的振动量子能级的非线性量子理论计算

用最近发展起来的非线性量子学的定态本征方程的理论去计算蒸气和液体的苯（Ｃ６Ｈ６）和重苯（Ｃ６Ｄ６）的ＣＨ和ＣＤ键的振动所产生的量子能态，同时用非线性简并微扰理论计算在弱色散极限下苯的稳定的能态劈裂，得到较为满意的结果。     

凝聚态化学研究中的动力学振动光谱理论与技术

化学变化的本质是化学键的形成与断裂。凝聚态化学的主要特征是分子内的物理与化学过程与周围环境之间的动态相互作用和动力学耦合,不仅会影响化学键形成与断裂的化学反应平衡与反应速率,还会改变化学反应的走向。动力学振动光谱技术是探测凝聚态体相中与表面上各种微观分子细节最为有力的当代谱学表征技术之一。与脉冲核磁技术类似,科学家们使用一组精心设计的激光脉冲在凝聚态体系中激发复杂的光学响应,所产生的信号中包含了比传统吸收光谱丰富得多的反应机理、分子与溶液结构、分子运动、电荷与能量传递等微观信息。近年来,各种动力学振动光谱被运用于凝聚态化学的各个领域,尤其是在溶液态和表界面态领域,获得了一系列突破性进展,并且处于不断发展的过程之中。在本文中,我们将回顾及展望动力学振动光谱技术的基本概念、实验方法和理论框架,以及它们在凝聚态及表面态化学中的重要应用。     

量子控制论在化学中的应用

控制量子现象是化学研究中的一个重要目标,量子控制论对实现该目标具有积极的指导意义.本文综述了量子控制论在化学中的应用及其进展,重点分析了量子相干控制、量子优化控制、闭环学习控制和能控性观念在化学研究中的应用,介绍了它们的研究现状,并对其未来研究进行了展望.     

量子反应散射的动力学李代数方法

用动力学李代数方法描述了量子反应散射问题 .对共线交换反应A BC→AB C ,得到了含有主要动力学参数的反应跃迁几率的解析表达式 .计算了共线反应散射过程H H2 (n =0 )→H2 (n′ =0 ) H的反应跃迁几率 .结果表明 ,动力学李代数方法对计算反应几率是非常有效的 .     

水在金属表面解离吸附的全维量子动力学

正分子在金属表面解离吸附的动力学研究在多相催化等工业过程中占有重要的地位。在过去的20多年里,科学家们为发展可靠的理论来精确描述分子在固体表面的解离吸附动力学付出了巨大的努力1-6。由于反应中可能存在的量子效应,如量子隧穿、零点能、反应共振等,量子动力学研究是最为可靠的。但是由于高维量子动力学研究的困难,以往精确的量子动力学理论只局限于研究双原子分子在固体表面解离吸附这类包含六个     

光异构化反应速率的量子理论

光异构化反应是在光场存在下，分子吸收光子引起的单分子化学反应，包括通常的异构化与环合、开环反应．一些作者用量子化学方法及分子轨道相关图和态相关图等方法对这类反应进行过研究［1］．本文用多声子光跃迁理论［2］研究光异构化反应，导出反应速率及其在低温条件下的解析表达式，对所得结果进行了讨论．1理论方法与结果在光异构化反应中，分子的电子状态与构型都发生变化，而且电子态的变化是与构型的改变紧密耦合的．分子的构型用分子的振动波函数来描写．由于电子与原子质量相差悬殊，可以采用绝热近似处理这一电子－振动相互作用…     

电子施受复合物的量子理论

电子施受复合物是两个价态饱和的(也就是具有闭壳层电子结构的)分子,由于发生电子转移相互间作用形成的计量化合物。例如,由苯φH与四氰乙烯TCNE形成的φH·TCNE及氨NH_3与三氯化硼BCl_3形成的H_3N·BCl_3便是电子施受复合物的典型例子。在上述两个例子中,φH和NH_3中的电子分别部分地转移到了TCNE和BCl_3上。给出     

分形介质上的化学动力学

经典的化学反应速率理论，在一定程度上讲只适用于均相反应，非均相反应的化学动力学还很不成熟。最近十几年来，人们开始利用分形的概念来描述非均相反应体系中十分复杂的介质形态，并着手研究分形介质上的化学动力学理论，得到了一些大大不同于经典理论的结果。本文综述了该领域的研究成果与现状。     

热环合反应速率的量子理论

应用多声子无辐射跃迁理论研究热环合反应, 给出热环合反应速率的一般公式。在高温条件下得出反应速率和活化能公式。所得公式可适用于多个环合点的热环合反应。     

化学动力学中的补偿效应

据Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程，阐述了活化能与指前因子两个动力学参数在一定条件下对反应速率常数存在着相互补偿的线性关系，探讨了内在的原理以及研究中存在的问题与有关应用     

化学动力学疗法:芬顿化学与生物医学的融合

化学动力学疗法(chemodynamic therapy,CDT)是以肿瘤病灶区微环境的弱酸性为反应条件,以过表达的H_2O_2等为反应原料,过渡金属纳米材料为催化剂,引发肿瘤细胞内芬顿或类芬顿反应,催化H_2O_2产生羟基自由基(·OH)等强氧化性的活性物种,诱导肿瘤细胞凋亡,是一类新型的肿瘤治疗技术.本文基于芬顿/类芬顿的反应原理与机制,系统分析了该类反应如何通过功能纳米材料的设计与制备、肿瘤微环境的调控以及外源能量场的辅助等优化方法和策略,最终获得快速、高效的CDT抗肿瘤疗效.最后,展望了CDT的潜在应用、发展趋势和挑战,为今后发展其他新型肿瘤治疗策略提供了借鉴性研究思路.     

量子机器学习在催化化学研究中的应用

量子机器学习融合了量子化学与机器学习的优点,具有比传统密度泛函理论更快的计算速度和更高的准确性.量子机器学习可为复杂、多维、多尺度的催化化学提供更智能和有效的研究方式,通过训练可靠的数据及建立合理的模型和算法,快速、准确地预测最优的催化剂设计参数、最佳的催化剂材料的合成方法和反应条件、以及催化剂结构和性能之间的关系.作者就量子机器学习应用于催化材料的设计、催化反应性能和催化反应机理三方面的发展趋势进行了概述.     

量子点人工光合成化学转换研究进展

利用半导体量子点为光催化剂通过人工光合成的方式把H2O或CO2转化为H2或CO从而获得氢气或其他太阳能燃料,被认为是解决能源和环境危机的有效途径.量子点由于其独特的光物理和光化学性质(如优异的吸光能力、可调的能带结构、多激子生成、表面丰富的活性位点等)在人工光合成化学转换领域受到了广泛的关注.本文总结了近年来作者团队在...