传能反应O（^1D）＋CO2（1∑g^＋）→O（^3P）＋CO2（1∑g^＋）中间物机理的理论研究

利用ab initio量子化学方法研究了自旋禁阻的传能反应O(^1D) CO2(1∑g^ )→O(^3P) CO2(1∑g^ )的反应机制，通过中间化合物CO3的单、三重态的势能面交叉点的确认，证明了中间物传能机理的可行性，同时计算了交叉点处的自旋-轨道偶合和面间跃迁几率，进一步证明了中间化合物CO3的形成在传能过程中的重要作用。     

Au+(1S, 3D)与N2O(1Σ+)反应机理的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法, O和N用6-311+G*基组, Au+用赝势基组(8s7p6d)/[6s5p3d], 研究了Au+(1S, 3D)离子和N2O(1Σ+)分子的反应机理. 报道了在基态单重态和激发三重态势能面上各反应物、中间体和过渡态的构型特征及能量. 结果表明, 两个主反应通道Au+(1S)+ N2O(1Σ+)→1NA-Complex-1→1NA-TS1→1NA-Complex-2→1NA-Crossing→[3OAuNN]+和Au+(1S)+ N2O(1Σ+)→1NB-Complex→1NB-Crossing→[AuNN(1Σ+)]++O(3P)都需经过反应交叉势能面, 出现“系间窜越”. 用内禀坐标单点计算垂直激发态的方法确定了势能面交叉点, 并用含时密度泛函TD-B3LYP方法进一步探讨了自旋翻转机理.     

气相中2Sr+和2Ba+催化N2O与CO还原反应的理论研究

用密度泛函理论DFT-UB3LYP方法,对2Sr+,2Ba+采用相对论校正赝势基组SDD,对C,N,O采用6-311+G(2d)基组,计算研究了气相中碱土金属离子2Sr+,2Ba+催化N2O(X1∑+)+CI(X1∑+)→N2(X1∑+g)+CO2(X1∑+g)反应的微观机理.优化了二重态势能面上各反应物、中间体和过渡...     

气相中W+活化CO2分解的自旋禁阻反应机理

用密度泛函理论中的UB3LYP方法, 对W采用相对论校正赝势基组(SDD), 对C、O采用6-311+G(3d)基组, 研究了气相中不同自旋态W+活化CO2分解的反应机理. 计算结果表明, W+活化CO2分解反应以六重态进入反应通道, 经过六重态势能面到四重态势能面的系间窜越(ISC),最后产物WO+和CO以四重态离开反应通道. 运用Harvey方法优化出最低能量交叉点(MECP), 并计算了MECP处的自旋-轨道耦合(SOC)常数(494.95 cm-1), 势能面的交叉和在MECP处较强的自旋-轨道耦合作用降低了自旋禁阻反应能垒, 为反应提供了一条低能反应路径, 反应总放热量为122.33 kJ·mol-1.     

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.     

FeO+(6Σ+)催化CO还原N2O的理论研究

在B3LYP/6-311+G(2d)//B3LYP/6-31G(d)计算水平下, 考察了FeO+(6Σ+)分子如何催化CO还原N2O微观机理. 计算结果表明, FeO+(6Σ+)是一种有效的催化剂, 其可从N2O中夺取一个O原子, 然后再传递给CO, 完成整个氧转移过程. 结果发现, 反应中可能生成各种过氧[Fe(O2)+]或双端氧(OFeO+)物种, 其中前者比较稳定, 后者更活泼.     

气相中Ir＋循环催化N2O与CO反应机理的理论研究

采用密度泛函UB3LYP方法和Stuttgart赝势基组, 计算研究了气相中循环催化N2O ＋CO →N2 ＋CO2 反应的微观机理. 通过对相关物种亲氧性的计算, 证明了Ir＋循环催化作用在热力学上是可行的. 不同自旋态反应势能面的计算结果表明, 循环催化的两步反应均为自旋禁阻反应, 各存在不同自旋态势能面的交叉, 并运用Yoshizawa的内禀坐标单点垂直激发计算的方法找出了势能面交叉点; 两步反应均为放热反应, 总放热量为358.9 kJ•mol－1.     

气相中W~+活化CO_2分解的自旋禁阻反应机理

用密度泛函理论中的UB3LYP方法,对W采用相对论校正赝势基组(SDD),对C、O采用6-311+G(3d)基组,研究了气相中不同自旋态W+活化CO2分解的反应机理.计算结果表明,W+活化CO2分解反应以六重态进入反应通道,经过六重态势能面到四重态势能面的系间窜越(ISC),最后产物WO+和CO以四重态离开反应通道.运用Harvey方法优化出最低能量交叉点(MECP),并计算了MECP处的自旋-轨道耦合(SOC)常数(494.95cm-1),势能面的交叉和在MECP处较强的自旋-轨道耦合作用降低了自旋禁阻反应能垒,为反应提供了一条低能反应路径,反应总放热量为122.33kJ.mol-1.     

气相中Ta~+活化分解CO_2的自旋禁阻反应机理

采用密度泛函理论中的UB3LYP方法,对Ta采用相对论校正赝势基组(SDD),C,O采用6-311+G(3d)基组,计算研究了气相中不同自旋态下Ta+活化CO2分解反应的微观机理.计算结果表明,Ta+活化CO2分解反应是典型的自旋禁阻反应,以五重态进入反应通道,经过五重态势能面到三重态势能面的系间窜越(ISC),最终产物TaO+,CO以三重态离开反应通道.运用Harvey方法优化出最低能量交叉点(MECP),并计算了MECP处的自旋-轨道耦合(SOC)常数(204.94cm-1),较大的SOC值说明了在MECP处的自旋-轨道耦合作用较强,势能面的交叉降低了自旋禁阻反应能垒,为反应提供了一条低能反应路径.运用Landau-Zener跃迁几率公式计算了MECP处系间窜越几率,较大的系间窜越几率说明了该自旋禁阻反应速率较快.     

气相中Co+催化CO与N2O反应机理的理论计算研究

采用密度泛函UB3LYP/6-311+G(2d)方法计算研究了Co+在基态和激发态下与N2O的反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,并用UB3LYP/6-311++G(3df,3pd)、单点垂直激发、Harvey等人的方法分别进行各驻点单点能校正,三重态和五重态反应势能面两个交叉点CP确定,最低能量交叉点(MECP)的优化及MECP处相应的自旋-轨道耦合常数(SOC)计算,计算结果表明,该反应为两步反应,较大的SOC值说明了在势能面上的翻转能够有效发生,且反应机理都为插入—消去反应,交叉点能够有效的降低反应的活化能,这在动力学和热力学上都是有利的。     

N2+分子离子的B2Σu+、A2Πu和X2Σg+电子态光谱研究

采用光外差-磁旋转-速度调制吸收光谱技术, 在可见光波段范围16800～17573 cm-1, 对N2+的A 2Πu-X 2Σ+g(12,6)、(11,5)、(7,2)带和B 2Σ+u-X 2Σ+g (1,5)带进行了测量和分析,推导了双原子分子振转能级在受到微扰作用时的有效哈密顿量形式,并分析了N2+的A 2Πu-B 2Σ+u之间存在的微扰相互作用,通过与实验数据的拟合得到了精确的电子态微扰常数ξe、ηe .     

·C2H3+O2→HC·O+H2CO 的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论研究了@C2H3+O2→HC@O+H2CO的反应机理.在DFT(B3LYP/6-31G*)水平上对反应过程中所有反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型进行优化,通过频率振动分析确认中间体和过渡态.计算IRC反应路径的能量,分析了中间体的异构化过程和各主要原子的自旋密度.     

CS2 +( 2 Πg )的(1+1)光解离动力学研究

在气束条件下,利用483.2 nm的激光(3+1)共振增强多光子电离(REMPI)CS2分子以产生CS2+离子源,用另一束可调谐激光在424～482 nm内,通过对CS2+( 2 Πg)(1+1)双光子共振解离产生的碎片离子激发谱的探测,来获取CS2+ 的光解离动力学信息.光解离碎片S+的激发谱 (PHOFEX)可归属为CS2+ ( 2 Πu,3/2 (v′=0～4, v′=v1′+ (1/2)v2′) ← 2 Πg,3/2 (0,0,0))和 ( 2 Πu,1/2(v′=0～4)← 2 Πg,1/2(0,0,0))的跃迁.对CS2+光解离动力学的研究表明,其产生S+的通道为:(i)CS2+吸收一个光子从基态 2 Πg共振激发至 2 Πu态,(ii)已布居的 2 Πu态的振动能级和 2 Πg态的高振动能级产生耦合, (iii)吸收第二个光子从上述耦合的振动能级进一步激发至 2 Σu +态,再通过 2 Σu +态与4Σ- 态间的自旋-轨道相互作用,经由4Σ- 排斥态解离产生S++CS.     

亚稳态SO(c~1Σ~-,v′=0)的猝灭动力学

在流动余辉装置上,研究了SO(c1Σ-)的猝灭动力学过程.获得了SO2,O2,CO2,N2,He,CS2,CH3OH,C2H5OH,C3H7OH,C4H9OH,CH3COCH3,C6H6,CH2Cl2,CH2Br2,CHCl3,CCl4等16种分子与SO(c1Σ-)发生猝灭反应的速率常数.初步分析表明:醇类分子CnH2n 1OH(n=1,2,3,4)中的C—H键的数目与其对SO(c1Σ-)的猝灭速率成正比;CO2,N2等非极性无机小分子对SO(c1Σ-)的猝灭作用不明显,强极性分子SO2对SO(c1Σ-)的猝灭作用较强.卤代烷烃中的卤素原子的大小对SO(c1Σ-)的猝灭过程发挥着较重要的作用;而氯代烷烃中氯原子的个数与猝灭速率之间的关系不明显.     

O(3P)+O2H——OH+O2反应机理的密度泛函理论研究

用密度泛函理论方法研究了O(³P)与O₂H反应生成羟基和氧分子的反应机理.在PW91/6-31+G^*水平上用梯度解析技术全自由度优化上述反应物、产物和反应路径上的中间体及过渡态几何构型,并通过频率振动分析加以确认,计算IRC反应路径及中间体异构化过程,确定了此反应的可能反应通道.结果表明:该反应是多通道多步骤的强放热反应.首先形成顺式或反式O₃H富能中间体,此过程无能垒;然后跨过一个能垒分解成产物OH和O₂.通道IM1→TS1比IM2→TS2克服的能垒要大,反应放热372.822kJ.mol^-1.IM1TS3IM2可相互转化.     

Pu(7Fg)+CO(X1Σ+,0,0)的分子反应动力学

基于PuCO分子基态()的分析势能函数,用准经典的Monte-Carlo轨线法对Pu(7Fg)+CO(0,0)的分子反应动力学过程进行了计算.结果表明,Pu(7Fg)与CO(0,0)碰撞易生成PuCO络合物分子,该反应是无阈能反应,反应截面σ随能量Et的升高而下降,当Et=502.1kJ@mol-1时,σ几乎为零.     

Ca+催化的N2O+CO反应机理的理论研究

采用B3LYP/cc-pVTZ理论水平系统研究了Ca+离子催化N2O+CO→N2+CO2反应的微观机理.反应分两步进行:第一步Ca+夺取N2O中的O原子有两条反应通道,其中优势通道为Ca+金属离子与N2O分子中O作用,形成线性分子复合物,活化N2O分子中的N-O键,之后的反应路径为O-N键断裂机理;第二步为CaO+金属...     

CS21B2(1Σ+u)态预离解产物CS的振转布居研究

用一束波长为210.27 nm的激光将CS2分子激发至预离解态1 B2(1 Σ+u),用另一束激光通过激光诱导荧光(LIF)方法检测碎片CS,在250.5～286.5 nm获得了CS碎片A1 Π←X1 Σ+振转分辨的激发谱.通过对光谱强度的分析,获得了CS碎片v″=0～8的振动布居和v″=1,4～8振动态的转动布居.结果发现,碎片CS的振动布居呈双模结构,分别对应于CS2分子1 B2(1 Σ+u)态的两个解离通道,即CS(X1 Σ+,v″=0～9)+S(3PJ)和CS(X1 Σ+, v″=0～1)+S(1 B2).由此得到两个解离通道的分支比S(3PJ): S(1 B2)为5.6±1.2.与前人193 nm处的研究结果相比, 210.27 nm激发更有利于S(3PJ)通道的生成.此外,实验还发现CS的转动布居不满足热平衡分布,为两个Boltzmann分布的合成.     

U+与CO2气相反应的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,U原子用含相对论有效原子实势(ECP)校正的基组(SDD),C、O原子采用6-311+G(d)基组,对气相中U+和CO2的反应进行了理论研究.通过研究二重和四重自旋态的反应势能面(PESs),优化得到了两条反应路径的反应物、中间体、过渡态和产物的结构.用"两态反应"(TSR)分析反应机理,结果表明体系的优先选择路径为高自旋态进入和低自旋态离开反应,发生在四重态和二重态的自旋多重度的改变使得整个反应系统能以一个低能反应途径进行.     

O(3P)+O2H→OH+O2反应机理的密度泛函理论研究

用密度泛函理论方法研究了O(3P)与O2H反应生成羟基和氧分子的反应机理. 在PW91/6-31+G水平上用梯度解析技术全自由度优化上述反应物、产物和反应路径上的中间体及过渡态几何构型, 并通过频率振动分析加以确认, 计算IRC反应路径及中间体异构化过程, 确定了此反应的可能反应通道. 结果表明: 该反应是多通道多步骤的强放热反应. 首先形成顺式或反式O3H富能中间体, 此过程无能垒; 然后跨过一个能垒分解成产物OH和O2. 通道IM1→TS1比IM2→TS2克服的能垒要大, 反应放热372.822 kJ*mol-1. IM1TS3IM2 可相互转化.