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.     

CH2+O2反应的反应机理

CH2与 O2的反应是不饱和碳氢化合物燃烧过程中的一个十分重要的反应 .CH2（基态,三重态）与 O2反应的实验研究工作已有不少报导 [1－ 5],其主要产物有两 组 :H2O＋ CO和 CO2＋ H2,这些产物表明反应在反应体系的单重态位能面上发生 .至今还未见到关于 CH2＋ O2反应机理的完整的理论研究报导 .本文用 CASSCF方法详细研究了 CH2＋ O2反应的机理,给出从反应物至两组不同最终产物的完整的反应途经的描写 .1计算方法 　　计算使用量子化学高斯 98 W软件 .用从头算 CASSCF(8,8)/6-31G(d,p)方法在 CH2＋ O2单重态位能面上以优化…     

Theoretical study on the reaction pathways of HFCO + H2O

For the reaction of methanoyl fluoride with water, both optimized structures and vibrational wavenumbers of reaction intermediates, transition structures and product complexes were calculated and characterized with theory at the MP2/6-311++G(d,p) level. Including a catalytic path and concerted and stepwise hydrolysis paths, possible reaction mechanisms were also investigated. The catalytic reaction of HFCO yielding HF and CO has the smallest activation barrier, 29.6 kcal/mol, whereas for the concerted hydrolysis 33.0 kcal/mol is required to overcome the barrier to form transoid HCOOH + HF, which is less than for the stepwise counterpart, 42.0 kcal/mol.     

F+CH2CO的反应机理和动力学研究

用G3(MP2)方法对F与CH₂CO的反应进行研究,揭示了该反应的加成-消除机理.F原子首先与CH₂CO作用形成富能的中间体CH₂FCO^*,此加成反应为无势垒过程.富能的CH₂FCO^*可进一步发生解离或异构化反应生成各种可能的产物.其中CO和CH₂F可能为反应的主要产物.根据从头算的结果,用RRKM-TST理论计算该反应的速率常数.总包反应速率常数与温度存在弱的依赖关系,与总压力无关.     

双自由基CH2与O3反应机理的理论研究

用于制冷剂和发泡剂的氯氟烃(CFCs)是破坏臭氧层的主要物质.对氯氟烃类化合物及其降解产物(包括光解、光氧化和化学反应产物等)在大气中行为问题的研究是大气化学研究的重要内容.     

HNCO+OH->H2O+NCO的反应机理

采用从头算分子轨道法 (UHF/6 31G 水平 ,并用MP4加以相关能校正 )研究了HNCO OHH2 O NCO反应机理 .同时用Morokuma数值法获得了反应途径即内禀反应坐标 (IRC) .沿着IRC ,运用反应途径哈密顿理论 ,获得反应途径动态学信息 .在此基础上 ,根据过渡态理论和相应隧道效应校正 ,计算了在不同温度下的反应速率常数 ,得到了和实验相一致的结果 .计算结果表明 ,此反应是一步直接型的抽提H反应 .     

C(3P)与H2S反应的反应机理

The mechanisms of the C(3P)+H 2S→HCS+H and C(3P)+H 2S → HSC+H reactions have been studied at the UMP2/6-31G(d,p),UMP2/6-311G(d,p),and G2 levels, and six transition states and three intermediates have been located along the reaction paths. The predicted path for the C(3P)+H2S→HCS+H reaction is: C(3P)+H2S→IM1→TS1→IM2→TS4→HCS+H, in line with the reaction process suggested by Lee et al. [1] in which only the intermediates were given. Our energetic results indicate that the C(3P)+H2S→HCS+H reaction is more favorable than the C(3P)+H 2S→HSC+H reaction, in agreement with experiment.     

C(3P)与H2S反应的反应机理

1994年,苏梅克9号彗星撞击木星引起了木星大气成分的变化,研究发现撞击后木星大气中含有大量的含硫含碳的小分子和小自由基.因缺乏与这些物质相关的中间体的实验数据,研究它们的来源的工作难以进行.1998年,李远哲等[1]用交叉分子束实验研究了基态碳原子Ｃ(3Ｐ)与Ｈ2Ｓ的反应,得到主要产物ＨＣＳ.他们对反应所经历的中间体作了推测,并用从头计算方法计算了反应物、中间体和产物的能量,但对反应所经历的(反应物与中间体、中间体与中间体、中间体与产物之间的)过渡态没有进行探讨.众所周知,过渡态位垒的高低对是否能实现设定的反应是至关重要的…     

CH2+O2反应的反应机理

The mechanisms of the CH2＋ O2→ H2O＋ CO and CH2＋ O2→ H2＋ CO2 reactions have been studied by performing ab initio CAS(8,8)/6-31G(d,p) calculations, and five intermediates(IMn) and eight transitions(TSn) have been located along the reaction paths. The predicted path for the CH2＋ O2→ H2O＋ CO is: CH2＋ O2→ TS1→ IM1→ TS2→ IM2→ TS3→ IM3→ TS4→ IM4a→ TS5→ H2O＋ CO. For the CH2＋ O2→ H2＋ CO2 reaction, there are two paths: (i) CH2＋ O2→ TS1→ IM1→ TS2→ IM2→ TS3→ IM3→ TS6→ H2＋ CO2 and (ii) CH2＋ O2→ TS1→ IM1→ TS2→ IM2→ TS3→ IM3→ TS4→ IM4a→ TS7→ IM4b→ TS8→ H2＋ CO2, with the latter path more favorable energetically.     

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.     

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.     

双自由基CF2与O3的反应机理

主要用作致冷剂和发泡剂的氯氟烃（CFCs）是破坏臭氧层的主要物质之一．对氯氟烃类化合物及其降解产物（包括光解、光氧化、化学反应产物等）在大气中行为问题的研究是大气化学研究的重要内容．前人[1-3]从理论和实验两方面研究了自由基与臭氧的反应机制，但是氯氟烃光解过程中     

Cl2+2HI=2HCl+I2反应机理的理论研究

分别在MP2/3-21G**、CCSD(T)/3-21G**//MP2/3-21G**和B3LYP/3-21G**3种水平上, 计算研究了气相反应Cl₂+2HI=2HCl+I₂的机理, 求得一系列四中心和三中心的过渡态. 通过比较六种反应通道的活化能大小, 得到了相同的结论：双分子基元反应Cl₂+HIHCl+ICl和ICl+HII₂+HCl的最小活化能小于Cl₂、HI和ICl的解离能, 从理论上证明了反应Cl₂+2HI=2HCl+I₂将优先以分子与分子作用形式分两步完成. 用内禀反应坐标(IRC)验证了MP2/3-21G**方法计算得到的过渡态.     

CH3(2A′)自由基与臭氧反应机理的量子化学研究

用量子化学UMP2方法，在6-311++G**基组水平上研究了CH3(2A′)自由基与臭氧反应机理，全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型，在UQCISD(T)/6-311++G**水平上计算了它们的能量；并对它们进行了振动分析，以确定中间体和过渡态的真实性；同时应用经典过渡态理论计算了反应的速率常数，并与实验值进行了比较, CH3自由基与臭氧反应速率常数的理论计算结果为: 4.73×10－14 cm3•molecule－1•s－1，与实验报导的结果(k=2.52×10－14 cm3•molecule－1•s－1)很接近，同时发现CH3(2A′)自由基与O3的反应是强放热反应.     

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).     

硝酸氯冰溶胶水解反应过程的计算模拟

用二级微扰(MP2)和密度泛函理论(B3LYP),辅以不同的基组,对硝酸氯在冰表面上水解反应的机理进行了理论计算研究.根据关键部位化学键的松弛效应和关键原子的电荷分布,对冰表面催化的原因进行了深入分析.水分子一方面作为桥,辅助分子间质子发生迁移;另一方面作为连续介质,通过偶极相互作用加快硝酸氯的水解过程.     

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.     

Theoretical Studies of the Reaction Mechanisms of CH3S＋NO2

The potential energy surface for the CH3S NO2 reaction has been studied using the ab initio G3(MP2) method. A variety of possible complexes and saddle points along the minimum energy reaction paths have been characterized at UMP2 (full)/6-31G(d) level. The calculations reveal dominating reaction mechanisms of the title reaction: CH3S NO2 firstly produce intermediate CH3SONO,then break up into CH3SO NO. The results are valuable to understand the atmospheric sulfur compounds oxidation mechanism.     

CH3与NO在单、三态势能面上的反应机理

用从头算分了轨道法，在ＵＨＦ／６－３１Ｇ，水平上研究了ＣＨ３Ｏ与ＮＯ在单、三态势能面上的反应机理，发现该反应在两个势能面上均在两个彼此平行的反应途径，分别生产成产物ＣＨ３ＯＮ（ａ）和ＨＣＨＯ＋ＨＮＯ（ｂ），优化了四个途径的所有驻点的几何构型，用Ｍｏｒｏｋｕｍａ的数值分析方法计算了它们的内禀反应坐标（ＩＲＣ），各途径经零点能（ＺＰＥ）校正的活化位垒，单重态途径（ａ）为８６．８６ｋＪ．ｍｏｌ＾－１途径     

氧原子与二硫化碳反应的机理

用从头计算法、内禀反应坐标和电子密度拓扑分析方法研究了3P态氧原子与二硫化碳的反应.找到了分别形成CS SO,S OCS和S2 CO三个反应通道上的极小点和过渡态.采用UHF/631G进行几何构型优化,并在UMP2/631G水平上进行能量校正.三个反应通道上的稳定点和过渡态都经内禀反应坐标(IRC)跟踪得以确认,并用电子密度拓扑分析方法考察了反应过程中化学键的变化.计算结果表明,反应过程中所有稳定点和过渡态都具有Cs对称性,即对每个反应通道而言在整个反应过程中分子始终保持在同一平面内.在三个反应通道中,第一个反应通道O CS2→CS SO由于具有较小的活化能而更容易发生,与实验结果相一致.文中对反应机理进行了较详细的讨论.