CH3+HNCO反应机理的理论研究

异氰酸(HNCO)分解引发的一系列自由基反应是氮氧化物快速消除机理[1,2](RAPRENOX)所研究的领域,该反应涉及到燃烧化学中氮氧化物NOX的消除,所以获得这些反应准确的位垒就成为实验化学和理论化学所要解决的问题。本文中我们重点研究CH3+HNCO反应机理,探讨CH3自由基是否也能象氮氢自由基一样,在异氰酸(HNCO)分解反应中起作用。1　计算方法用量子化学MP2方法,在6 311++G 水平上计算了CH3自由基与HNCO反应的反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,用QCISD(T)方法在6 311++G 水平上计算了它们的能量。通过振动分析确定…     

NH2 + HNCO反应机理的从头计算

在6-311G(d,p)基组水平上, 采用全电子的UMP2和UQCISD(T)方法对自由基NH₂和HNCO反应机理进行了研究, 结果表明, 反应存在如下两条反应通道: NH₂ + HNCO→NH₃ + NCO (1)和NH₂ + HNCO→N₂H₃ + CO (2). 反应(1)是吸氢反应, QCISD(T,full)// MP2(full)/6-311G(d,p) 计算位垒是29.04 kJ/mol. 与实验估计值29.09 kJ/mol一致. 在反应的温度区间(2300～2700 K),传统过渡态理论得出的速率常数值的范～围是1.68×1011～3.29×10¹¹cm³·mol^-1·s^-1, 支持了反应速率常数应小于等于5.0×10¹¹cm³·mol^-1·s^-1的实验结论. 对反应(1), 理论研究还得出反应物分子可通过分子间作用生成氢键复合物(HBC), 其能量相对于反应物降低32.41 kJ/mol. 反应(2)是一个可经过顺式或反式方式进行的分步反应, 在反应分子间第1步生成N—N键, 再经过一个C—N键断裂过渡态生成产物. 反应(2)控速步骤的位垒为92.79 kJ/mol(顺式)或147.43 kJ/mol(反式). 反应(2)位垒高于反应(1).     

HNCO + CN反应途径的从头计算

在6-311G(d, p)基组水平上, 采用全电子的UMP2方法对HNCO和CN自由基的反应途径进行了研究, 结果表明, 反应存在如下两条反应通道: HNCO + CN→NCO + HCN (1); HNCO + CN→HNCN + CO (2). 其中反应(1)是吸氢反应, 氢转移过程在分子间以协同方式进行, UMP2(full)/6-311G(d, p)计算位垒是 20.80 kJ/mol, 在反应的温度区间(1000~2100 K), 传统过渡态理论得出的速率常数值范围是0.32×10^−11~6.9×10^−11 cm³·mol^−1·s^−1, 支持了实验预测结果. 反应(2)是分步反应, 在反应途径上存在分子中间体, UMP2(full)/6-311G(d, p)计算位垒为83.42 kJ/mol. 反应通道(2)的位垒大于反应通道(1).     

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…     

亚甲基自由基(3CH2)与So反应机理的理论研究

白洪涛,黄旭日,于广涛,李吉来,于健康,孙家钟. 亚甲基自由基(3CH2)与SO反应机理的理论研究[J]. 化学学报, 2006, 64(2): 139-144.     

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.     

HNCO热解为CO2和HNCNH的反应机理理论研究

利用从头算ＲＨＦ／３－２１Ｇ方法研究了ＨＮＣＯ二聚后生成ＨＮＣＮＨ和ＣＯ２的反应机理。计算表明,该反应是分步反应,由反应物经第一过渡态生成四元环中间体,再经过第二过渡态分解为产物,与实验得到的结论一致。反应的第一步是速度控制步骤,计算得到的活化位垒为１７２．５５ｋＪ·ｍｏｌ＾－１,与实验上测得的１７６．４０±１６．３０ｋＪ·ｍｏｌ＾－１相吻合。反应的第二位垒为８３．６８ｋＪ·ｍｏｌ＾－１,在实验条     

HNCO热解为CO_2和HNCNH的反应机理理论研究

利用从头算RHF／3－21G方法研究了HNCO二聚后生成HNCNH和CO2的反应机理,计算表明，该反应是分步反应，由反应物经第一过渡态生成四元环中间体，再经过第二过渡态分解为产物，与实验得到的结论一致，反应的第一步是速度控制步骤，计算得到的活化位垒为172．55kJ·mol-1，与实验上测得的176．40±16．30kJ·mol-1相吻合,反应的第二位垒为83．68kJ·mol-1，在实验条件下是一个快速步骤.因此，四元环中间体不能作为最终产物．整个反应是包含两个非同步过程的加成反应．     

CH2Cl与OH自由基反应机理的理论研究

The reaction mechanism of CH2Cl radical with OH radical to produce HCCl+H2O,HCOCl+H2 and H2CO+HCl has been studied by using quantum chemistry ab initio calculations. The optimized geometrical parameters,and vibrational frequencies of all species were obtained at the UMP2（FC）level of theory in conjunction with 6-311++G* basis set. Besides,the zero-point energies（ZPE）,relative energies and total energies of all species were calculated using Gaussian-3（G3）model. The results of theoretical study indicate that the activated intermediate CH2ClOH is first formed through a barrierless process,followed by atoms migration,radical groups rotation and bonds fission to produce HCCl+H2O,HCOCl+H2 and H2CO+HCl,respectively. And all channels are exothermic by 72.81,338.54 and 354.08 kJ/mol. The reaction heat of reactants to H2CO+HCl is 281.27 kJ/mol more than that of reactants to HCCl+H2O. This result accords with that of experiments.     

HNCO+OH-→NH2+CO2反应理论研究

用从头算UHF/6-31G基组研究了异氰酸和羟基生成氨基和二氧化碳即HNCO+OH→NH2+CO2的反应机理.优化得到了反应途径上的过渡态和中间体,并通过振动分析对过渡态和中间体进行了确认.在UMP4/6-31G水平上计算了它们的能量,同时对零点能进行了较正.计算结果表明:此反应是多步反应,先后通过3个过渡态(TS1,TS2,TS3),2个内旋转位垒(PSI,TSII),4个中间体(IM1,IM2,IM3,IM4),其中,IM3→TS2这一步为整个反应的决速步骤,速控步的活化能为202.388lJ/mol.与异氰酸和羟基作用的另一反应通道(即HNCO+OH→H2O+NCO)的活化能(69.038kJ/mol)比较,可看出所研究反应通道为次要反应通道,这与实验结果是一致的.     

CH2F自由基与HNCO反应机理的理论研究

The reaction mechanism of CH2F radical with HNCO was investigated by density functional theory (DFT)at the B3LYP/6-311++G(d,p) level. The geometries of the reactants, the intermediates, the transition states and the products were optimized. The transition states were verified through the vibration analysis.The relative energies were calculated at the QCISD(T)/6-311++G**//B3LYP/6-311++G(d,p) level. Seven feasible reaction pathways of the reaction were studied. The results indicate that the pathway (5) is the most favorable to occur, so it is the main pathway of the reaction.     

CH3CHF自由基与HNCO反应机理的理论

采用密度泛函理论的B3LYP方法, 在6- 311++G(d, p)基组水平上研究了CH3CHF自由基与HNCO的微观反应机理, 优化了反应过程中的反应物、中间体、过渡态和产物, 在QCISD(T)/6- 311++G(d, p)水平上计算体系在反应通道各驻点的能量. 振动分析结果和IRC分析结果证实了中间体和过渡态的真实性, 计算所得的成键临界点电荷密度变化也确认了该反应过程, 并找到了七条反应通道. 其中生成氟代烷基酰亚胺稳定分子的通道活化能垒最低, 在该反应体系中是与氢迁移平行竞争较易发生的一条反应通道.     

A Theoretical Study on the Hydrogen—bonded Dimers of HNCO Molecules

ＡＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＨｙｄｒｏｇｅｎ－ｂｏｎｄｅｄＤｉｍｅｒｓｏｆＨＮＣＯＭｏｌｅｃｕｌｅｓＷａｎｇＹａｎ；ＦｅｎｇＷｅｎ－Ｌｉｎ；ＺｈａｎｇＳｈａｏ－Ｗｅｎ；ＺｈｕＷｅｉ－Ｘｉｎ（ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｂｅ...     

CH2与HNCO反应机理的量子化学研究

异氰酸(HNCO)分解引发的一系列自由基反应是氮氧化物快速消除机理所研究的领域,由于该反应在燃烧化学中讨论氮氧化物NOx的消除过程十分重要,所以获得这些反应准确的位垒就成为实验化学和理论化学所要解决的问题,本文采用量子化学方法,研究了CH2与HNCO体系的反应机理,力求从理论角度给出合理的解释。