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→H2O+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.     

H原子和(CH_3)_2SiH_2抽提反应的理论研究

采用UMP2 / 6- 3 1G(d)理论水平优化了H原子和 (CH3) 2 SiH2 抽提反应势能面上的所有驻点 ,并在此水平基础上进行了内禀反应坐标 (IRC)的计算 ,得到该反应的反应途径 (MEP) .应用变分过渡态理论及最小能量途径半经典绝热基态隧道效应校正 (MEPSAG)、小曲率半经典绝热基态隧道效应校正 (SCSAG)等方法对上述反应进行了动力学研究 ,期望从理论上提供一套温度范围较宽、精度较高的动力学数据 ,为阐明反应机理和解释实验结果提供理论依据     

H原子和(CH3)2SiH2抽提反应的理论研究

采用UMP2/6-31G(d)理论水平优化了H原子和(CH3)2SiH2抽提反应势能面上的所有驻点,并在此水平基础上进行了内禀反应坐标(IRC)的计算,得到该反应的反应途径(MEP)。应用变分过渡态理论及最小能量途径半经典绝热基态隧道效应校正(MEPSAG)、小曲率半经典绝热基态隧道效应校正(SCSAG)等方法对上述反应进行了动力学研究,期望从理论上提供一套温度范围较宽、精度较高的动力学数据,为阐明反应机理和解释实验结果提供理论依据。     

分子内坐标下反应途径性质的理论研究

给出了分子内坐标下反应途径的动力学性质 ,即垂直于IRC的振动频率ωK和振动模式LK,这些振动模式与沿IRC运动的耦合常数BKF及它们之间彼此的耦合常数BKL.通过建立一套分子内坐标下的反应途径理论 ,以H1O2 H3 H4→H1O2 H3 H4反应为例 ,证明给出的这些动力学性质BKL,ωK,BKF清楚地说明了在化学反应中各化学键 (包括键角 )的相互作用、变化情况及各自对反应的贡献 .     

H2ClCS单分子分解反应机理的理论研究

用量子化学B3LYP/6 - 311+G(d,p)方法优化了H2ClCS单分子分解反应驻点物种的几何构型,并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态结构及连接性进行了验证.用QCISD(T)/6-311++G(d,p)方法计算各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正.利用经典过渡态理论(TST)与...     

H~2O+CN→HCN+OH的IRC解析及其反应动力学研究

本文用能量梯度法,在UHF/3-21G水平上,优化了反应H~2O+CN→HCN+OH的反应物,产物及其过渡态的几何构型,得到了该反应的活化能为32.6kJ/mol, 与实验所得的测量值相一致,同时用Morokuma的数值分析方法,得到了该反应的内禀反应坐标(IRC),沿着IRC,对反应过程中体系构型的变化进行了分析,并计算IRC 运动与垂直于IRC简正振动之间的偶合常数,讨论振动频率的变化,并结合偶合常数进行分子动态学分析,用传统过渡态理论,变分过渡态理论及相关的隧道校正等方法计算该反应的速率常数,结果与实验值基本吻合(如T=763K时,K~(计算值)^(CVT/SCSAG)=3.09×10^1^0,K~(实验值)=(5.1±0.6)×10^1^0,单位为cm^3·mol^-^1·s^-^1)     

FC≡CF→F~2C=C:重排反应的动态学理论研究

本文用从头算方法, 在RHF/3-21G分子轨道从头算法的水平上, 得到了重排反应F-C≡C-F→F~2C=C:的内禀反应坐标(IRC)。沿着IRC, 计算了体系各简正模所对应的频率(ω)以及沿IRC运动与垂直于IRC运动的简正模之间的耦合常数(BK,F); 根据传统过渡态理论、变分过渡态理论及相应的隧道效应校正, 计算了本重排反应的反应速率常数。     

F-N=C→F-C≡N的动力学及产物的振动态分布

用数值方案，在RHF／3－21G分子轨道从头算法的水平上，得到了氟化异氰FNC到氟化氰FCN重排反应的反应途径（内禀反应坐标IRC）．沿着IRC；讨论了反应过程中体系几何构型的变化，计算了沿IRC运动与垂直于IRC简正振动之间的耦合常数（BK，F），各振动模式对应的频率（ωK），使用统一的半经典徽扰和无限级突然（SCP－IOS）近似理论计算了在一定能量下产物的振动分配.结果表明，在过渡态后，耦合常数（BK,F）的大小强烈地影响产物的振动态分布,另外用传统过渡态、变分过渡态理论及相关的隧道效应校正计算了该反应的速率常数.     

NCO+H_2→HNCO+H的动态学和选模反应研究

用从头算方法计算了NCO+H_2→HNCO+H的反应途径。在此基础上,计算了沿反应途径的动态学性质,正则变分过渡态理论的速率常数和振动选模反应的速率常数。结果表明,电子相关能对反应活化位垒影响较大,用多体微扰方法进行校正是有效的;反应存在返回效应和隧道效应,用变分过渡态方法和小曲率近似方法分别进行校正也是有效的。反应中,两个能量较高的束缚振动模式与反应途径有较强的耦合和传能过程,激发这些振动,特别是H_2的伸缩振动,对反应有较大促进。     

2-羟基-1-氧基乙烯自由基(C2H3O2)的分子内质子转移反应的理论研究

用量子化学从头计算方法研究了2-羟基-1-氧基乙烯自由基的质子转移反应。首先, 在UHF/3-21G的水平上, 采用能量梯度法优化了反应物和过渡态的几何构型, 然后利用这两个优化的构型做了振动分析, 找出相应的振动频率和模式, 从而得到质子转移反应的活化熵值。此外, 又做了内禀反应坐标途径(IRC)。为了求得比较准确的反应势能剖面, 以便进行隧道效应校正, 用多体微扰法(二级微扰)同时在参加转移的氢原子上附加了扩散函数p(UMP_2/3-21G~+)在IRC的各点上进行能量校正。根据从以上计算结果拟合的抛物线势, 求出质子转移的隧道效应校正系数为19.9, 然后由过渡状态理论计算了此反应的比速常数为7.4×10~(11)s~(-1)。此外, 还得到了该自由基的分子内氢键键能和键长分别为19.2 kJ mol~(-1)和0.2057 nm(UMP_2/3-21G~+结果)。     

H2 + CN(n=0,1)→H + HCN振动选态反应

用从头算方法获得了Ｈ２＋ＣＮ反应的内禀反应坐标（ＩＲＣ），沿着ＩＲＣ，计算了各垂直于ＩＲＣ的简正模所对应的频率（Ｗ）以及沿ＩＲＣ运动与垂直ＩＲＣ运动的简正模之间的耦合常数（ＢＫＦ），根据传统过渡态，变分过渡态理论和选态公式，计算了ｎＣＮ＝０及ｎＣＮ＝１时反应的速率常数，并得到了实验相一致的结果，还计算了ｎＣＨ＝１及ｎＣＮ＝１的Ｈ＋ＨＣＮ→Ｈ２＋ＣＮ反应速率常数，可供实验工作者参考。     

CH~4氢抽提反应的非绝热trapping型的动力学研究

对CH~4+H=CH~3+H~2的非绝热trapping型的动力学进行了研究。采用量子化学从头算方法在QCISD/6-311G^*^*水平上计算了该反应的内禀反应坐标(IRC)和IRC上各构型点的振动分析,利用各构型点的信息,计算得到了共线型模型反应和真实热反应沿反应坐标不同能量下的微正则反应通量。计算结果表明共线型反应具有非绝热trapping型的特征,而真实热反应则不是非绝热trapping型。采用统一统计理论计算了300K-1500K的共线型反应的速率常数,由微正则变分过渡态计算了热反应的速率常数,得到与实验一致的结果。     

CH与H2分子反应动力学及选态反应的理论研究

次甲基作为化学反应源曾引起广泛的兴趣.Schaefer 及其合作者于1977年对反应CH(~4Σ~-)+H_2→CH_2(~3B_1)+H 进行过量子化学研究,但是计算中限制了一些自由度.近年来,由于能量梯度方法的发展,反应途径哈密顿理论和变分过渡态理论的提出,有可能进一步对该反应进行分子反应动力学性质的研究.本文用从头算UHF/6-31G 方法和能量梯度方法首先优化出上述反应(原子编号为CH_a+H_bH_c→H_bCH_a+H_c)的过渡态;再用     

HCN + OH→CN + H2O反应理论研究

The reaction path of the reaction HCN + OH→ CN + H2O was traced with Fukui's theory of intrinsic reaction coordinate by using ab initio MO method (at UMP4/6-31G** level) with gradient technique. On this basis, the dynamics properties along the reaction path was investigated by reaction path Hamiltonian theory. The rate constants of this reaction at different temperatures were calculated by conventional and variational transition state theory with tunneling correction. The theoretically calculated rate constants are in good agreement with experimental results, this shows that the title reaction is an one step, direct reaction.     

F+HC≡CH→HC≡C+HF反应的理论研究

在大气化学和燃烧历程的研究中，只含两个碳原子的碳氢化合物自由基的研究占有很重要的地位．乙炔与氟原子的反应是实验室制取HCZC·自由基的重要方法．因此乙炔与氟原子的反应在动力学研究中一直很受重视．乙炔与氟原子的反应存在有以下三种反应方式问：门抽取反应：F＋C。H。     

NCS自由基与NO反应动力学的理论研究

用量子化学密度泛函理论B3LYP/6-31+G^*和高级电子相关校正的偶合簇[CCSD(T)/6-311+G^*]方法,对NCS自由基与NO反应的机理和动力学进行了理论研究,得到了体系的势能面信息和可能的反应机理.计算了反应的热力学参数及反应能垒.采用传统过渡态理论计算了各反应通道的速率常数.研究结果表明,NCS自由基与NO反应中存在4个反应通道,产物分别为OCS+N₂,CS+N₂O,ONS+CN和ONCNS.从能量变化和反应速率两方面考虑,NCS+NOOCS+N₂应为主反应通道.     

Reaction path dynamics and theoretical rate constants for the SiH3Cl+H→SiH2Cl+H2 reaction by ab initio direct dynamics method

Ab initio direct dynamics method has been used to study the title reaction. Electronic structure information including geometries, gradients and force constants (Hessians) are calculated at the UQCISD/6-311+G^** level. Energies along the minimum energy path are improved by a series of single-point G2//QCISD calculations. The changes of the geometries, vibratioanal frequencies, potential energies and total curvature along the reaction path are discussed. The rate constants in the temperature range 200–3000 K are calculated by canonical variational transition state theory with small-curvature tunneling correction (CVT/SCT) method. The results show that the variational effect is small and in the lower temperature range, the small curvature tunneling effect is important for the reaction.     

HCN和氯反应动态学及产物振动态分布的计算

采用自洽场分子轨道UHF／6－311G**从头计算法,获得了HCN＋Cl→HCl＋CN反应的内禀反应坐标（IRC）。沿着IRC,计算了反应的动态学性质,根据传统过渡态、变分过渡态理论,得到了反应的理论速率常数,可供实验工作者参考,利用SCP－IOS近似下的产物振动跃迁几率公式,自编程序计算了HCN（004,302）＋Cl→HCl＋CN反应中产物CN的振动态分布,获得了和实验相一致的结果。