F和CH3OH多通道反应的速率常数与分支比的研究

F和CH₃OH有两个夺氢反应通道,分别生成HF+CH₃O 和HF+CH₂OH. 尽管这两个通道都没有能垒,但前一个通道即生成HF+CH₃O的反应分支比远远高于期望的统计平均值(四分之一). 不同实验测得的分支比不仅相去甚远,而且定量上与早期由过渡态理论(稳定点信息在MP2以及G2理论水平下计算得到)得到的计算结果也不符合. 此前在CCSD(T)-F12a/AVDZ水平上计算得到了121000个几何构型的能量,采用对易不变多项式结合神经网络的方法拟合得到了该体系的全维高精度势能面. 本文采用该势能面,结合准经典轨线动力学方法,对该反应的反应速率常数和反应分支比进行了理论研究,得到的结果与实验吻合. 由于反应没有能垒,理论计算结果表明反应速率常数随温度升高而有微弱的下降趋势.     

F+H_2O→HF+OH反应的高精度速率常数的计算研究（英文）

F+H_2O→HF+OH是四原子反应的典型代表,并在环境和天体化学中扮演着重要角色.基于全维势能面,本文采用环-聚合分子动力学(RPMD)方法计算了该反应的速率常数.该势能面可以重现高精度理论化学水平(FPA和HEAT)上得到的反应能垒和放热数据,它是目前该体系的最准确势能面.RPMD方法重现了之前半经典过渡态理论结合两维主方程得到的速率常数,二者都与实验结果高度吻合.RP M D方法可以高效可靠地考虑量子效应,如量子隧穿和零点能效应等.另外,RPMD计算结果随珠子数量增加收敛较快,这些都与之前RPMD的诸多计算应用发现的结论一致.     

OH+C_2H_3F的反应机理及产物支化比反应的理论研究（英文）

木文对HOC_2H_3F可能解离通道的势能面进行从头算CCSD(T)/CBS//B3LYP/6-311G(d,p)计算,同时对速率常数进行Rice-Ra msperger-Kassel-Marcus计算.生成主要产物CH2CHO+HF最有利的反应途径是OHC_2H_3F→i2→TS14→i6→TS9→i3→TS3→CH_2C HO+HF,其中速率决定步骤是HF通过TS11从CO桥接位置解离,能量比反应物高3.8 kcal/mol.借助中间态TS14,F原子从C_β迁移到C_α位置生成CH_2O+CH_2F,然后通过中间态TS16,H从O迁移到C_α位置;通过中间态TS5,C-C键断裂生成产物,其能量比反应物低1.8 kcal/mol,比TS11低4.0 kcal/mol.     

CH_3OH在ZnO(0001)表面的光催化解离（英文）

本文利用266 nm波长的激光及程序升温脱附的方法研究了甲醇在ZnO(0001)表面的光催化反应.TPD结果显示部分的CH_3OH以分子的形式吸附在ZnO(0001)表面,而另外一部分在表面发生了解离.实验过程中探测到H_2,CH_3~·,H_2O,CO,CH_2O,CO_2和CH_3OH这些热反应产物.紫外激光照射实验结果表明光照可以促进CH_3OH/CH_3O解离形成CH_2O,在程序升温或光照的过程中它又可以转变为HCOO~-.CH_3OH_(Zn)与OH_(ad)反应在Zn位点上形成H20分子.升温或光照都能促进CH_3O~·转变为CH_3~·.该研究对CH_3OH在ZnO(0001)表面的光催化反应机理提供了一个新的见解.     

LiBr分子基态光谱常数和分子常数研究（英文）

采用高精度的量子化学从头计算多参考组态相互作用方法(MRCI)和相关一致基,计算了Li Br分子基态的光谱常数(Re,ωeand De)和势能曲线.为获得更准确的结果,计算中还考虑了二阶Douglas-KrollHess相对论修正对Li Br分子基态的平衡键长、谐振频率和离解能影响.将计算得到的势能曲线拟合为Murrell-Sorbie解析势能函数形式,并进一步计算得到Li Br分子基态的其它光谱常数(ωeχe,αe,Beand D0).比较发现它们与实验值符合的非常好.通过求解核运动径向Schrdinger方程,找到了Li Br分子基态的全部振动态.还计算了每一个振动态的振动能级、经典转折点和惯性转动常数,这些结果与已有的实验值一致.     

硫代碱基与单态氧反应速率常数的时间分辨光谱测定（英文）

硫代碱基作为一类免疫抑制性药物被广泛关注,由于硫原子的取代,硫代碱基可以吸收UVA波段紫外光,并通过系间窜越至激发三重态敏化氧气生成广泛应用于光动力学治疗的活性氧物质单态氧(~1O_2).然而,硫代碱基容易与自身敏化产生的~1O_2氧化发生反应,导致光毒性.在已有关于硫代碱基与~1O_2反应机理的研究基础上,本文采用瞬态光谱方法直接测得~1O_2在1270 nm处磷光信号的衰减动力学,得到硫代碱基与单态氧反应的速率常数.通过比较6-硫代鸟嘌呤、4-硫代尿嘧啶、2,4-二硫代尿嘧啶分别在水、乙腈以及二者混合溶剂中与~1O_2的反应,发现硫代碱基与单态氧反应速率常数受溶剂的极性影响.随着溶剂极性增大,反应速率常数则减小.此外,通过对比研究,发现硫代嘧啶类碱基与~1O_2的反应速率小于硫代嘌呤类碱基,说明在光动力学治疗中以硫代嘧啶类药物作为光敏剂是较为合适的选择.     

F+H2O→HF+OH反应的高精度速率常数的计算研究

F+H₂O→HF+OH是四原子反应的典型代表,并在环境和天体化学中扮演着重要角色. 基于全维势能面,本文采用环-聚合分子动力学(RPMD)方法计算了该反应的速率常数. 该势能面可以重现高精度理论化学水平(FPA和HEAT)上得到的反应能垒和放热数据,它是目前该体系的最准确势能面. RPMD方法重现了之前半经典过渡态理论结合两维主方程得到的速率常数,二者都与实验结果高度吻合. RPMD方法可以高效可靠地考虑量子效应,如量子隧穿和零点能效应等. 另外,RPMD计算结果随珠子数量增加收敛较快,这些都与之前RPMD的诸多计算应用发现的结论一致.     

克里奇中间体CH_2OO与CF_3CF=CF_2反应的动力学研究（英文）

本文使用OH激光诱导荧光方法研究了结构最简单的克里奇中间体CH2OO和CF_3CF=CF_2的反应动力学.在压强为10 Torr条件下,测量了温度在283,298,308和318 K的反应速率常数,分别为(1.45±0.14)×10~(-13),(1.18±0.11)×10~(-13),(1.11±0.08)×10~(-13)和(1.04±0.08)×10~(-13) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1).根据阿伦尼乌斯方程,获得该反应的活化能为(-1.66±0.21) kcal/mol.在6.3～70 torr压力范围内,未观察到该反应的速率常数存在压力相关.     

ClF_3O和环氧丙烷反应的理论研究（英文）

应用密度泛函理论对ClF3O和环氧丙烷的反应机理进行了研究。在B3PW91/6-31++G(d,p)水平上优化了各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,并计算了它们的振动频率和零点振动能。采用CCSD(T)/6-31++G(d,p)//B3PW91/6-3l++G(d,p)单点能计算方法求得各物质的能量,并做零点能校正。计算结果表明,ClF3O与C3H6O可经过不同的反应路径,引发C3H5O自由基和ClOF2自由基生成环氧丙醇和三氟化氯,其中,位于ClF3O周向位置的F原子与C3H6O的C(7)上与CH3异侧的H(9)原子结合的活化能最低,仅15.63kJ/mo1;ClF3O与C3H6O反应生成的C3H5O自由基和ClOF2自由基继续反应,经过不同反应路径生成C3H4O、ClOF和HF,其中,ClOF2中的F原子和C3H5O中的H(2)或H(4)原子结合是无能垒的过程。整个反应的主要路径为C3H6O+ClF3O→TS12→P4(C3H5O+HF+ClOF2)→P12(CH2CHCHO+2HF+ClOF)。     

二溴卡宾与CH3OH多通道反应的理论计算

对单、三重态CBr2与CH3OH的多通道反应进行了理论计算. 在b3lyp/6-311g*水平上优化了势能面上构型并进行了构型确认. 计算了各物种经零点能校正的CCSD(T)能量. 结果表明, 单重态CBr2既可以与O－H键插入生成1,1-二溴代甲醚P1 (CH3OCHBr2), 也可以与C－H键插入生成2, 2-二溴代乙醇P3(Br2HCCH2OH). 同时, 存在单重态CBr2与CH3OH抽提双氢生成Pabs(CH2O+CH2Br2)的反应. 采用统计热力学及Wigner校正的Erying理论研究了主反应通道的热力学及动力学性质, 并对反应通道上的关键点进行了NBO和AIM分析.     

F~-(H_2O)+CH_3I配体交换反应动力学（英文）

本文介绍F~-(H_2O)+CH_3I→[FCH_3I]~-+H_2O在交叉分子束碰撞能量0.3～2.6 eV的配体交换动力学成像结果.产物的动能受到弱键结合配合物的稳定性的影响,大量水分子的内部激发不利于中间物有效的能量重新分配,随着碰撞增加,低动能受到抑制.在0.3 eV时,内部亲核取代非常重要,为形成I~-和I~-(H_2O)的竞争性亲核取代途径提供了依据.     

二溴卡宾与CH3OH多通道反应的理论计算

对单、三重态CBr2与CH3OH的多通道反应进行了理论计算. 在b3lyp/6-311g*水平上优化了势能面上构型并进行了构型确认. 计算了各物种经零点能校正的CCSD(T)能量. 结果表明, 单重态CBr2既可以与O－H键插入生成1,1-二溴代甲醚P1 (CH3OCHBr2), 也可以与C－H键插入生成2, 2-二溴代乙醇P3(Br2HCCH2OH). 同时, 存在单重态CBr2与CH3OH抽提双氢生成Pabs(CH2O+CH2Br2)的反应. 采用统计热力学及Wigner校正的Erying理论研究了主反应通道的热力学及动力学性质, 并对反应通道上的关键点进行了NBO和AIM分析.     

CH_3CHF_2与VO_2~+的反应机理（英文）

采用密度泛函方法在B3LYP/6-311G(2d,p)水平上研究了CH_3CHF_2与VO_2~+反应生成CH_2=CF_2(H_2消除反应),CH_2=CHF(HF消除反应)和CH_3CFO的机理.计算结果表明以上三种反应中,H_2消除反应最容易发生.计算结果证明了相邻碳原子上的氢原子有利于C-F键的断裂.     

Ca+CH_3I→CaI+CH_3反应的矢量相关研究(英文)

本文采用准经典轨线方法,在LEPS势基础上计算了Ca+CH3I→CaI+CH3在不同碰撞能下的矢量相关计算了质心系中四个广义极化微分反应截面(2π/σ)(dσ00/dωt),(2π/σ)(dσ20/dωt),(2π/σ)(dσ22+/dωt),(2π/σ)(dσ21-/dωt),k-j′两矢量相关的P(θr)分布、k-k′-j′三矢量相关的极角分布P(φr)以及用θr和φr表示的产物转动角动量的空间分布P(θr,φr).     

CH_3CH_2O及CH_3CHOH与HO_2反应机理的理论研究

采用CCSD(T)/cc-p VTZ//B3LYP/6-311++G(2df,2p)水平上对CH_3CHOH+HO_2和CH_3CH_2O+HO_2反应体系的单、三重态反应机理进行了详细的理论研究.计算结果表明,CH_3CHOH+HO_2反应主要发生在单重态势能面上,其中四条通道均为快速自发过程;CH_3CH_2O+HO_2反应在三重态势能面上的通道CH_3CH_2O+HO_2→~3IM11→~3TS11→P11(CH_3CH_2OH+~3O_2)为动力学和热力学的优势路径.大气中CH_3CHOH比CH_3CH_2O更容易稳定存在.     

基于珠串分子动力学的漫游反应H+MgH的反应速率研究（英文）

本文使用珠串分子动力学计算了多通道漫游反应H+MgH→Mg+H_2的热速率系数,明确考虑了两个反应通道:紧致和漫游通道.首次将珠串分子动力学方法应用于多通道反应.借助新开发的方法,即用于准备初始结构的优化插值工具和自适应的力常数选择方法,成功获得了热速率系数.本文结果与其他理论方法,如变分过渡态理论和量子动力学结果一致.珠串分子动力学速率结果显示出速率对温度的负相关性,这与变分过渡态理论的结果相似,但与基态量子动力学的结果不同.     

变分过渡态理论对O(~3p)+HI→OH+I反应速率常数的研究

本文用正则变分过渡态理论及改进的正则变分过渡态理论,计算了O(~3P)+HI→OH+I反应的速率常数。考虑了反应路径上的量子效应(即隧道贯穿及非经典反射效应)以及垂直于反应路径的振动非谐性,对结果进行了理论分析并与准经典轨线理论的结果和实验结果进行了比较。