传能反应O(1D)+CO2(1Σ+g)→O(3P)+CO2(1Σ+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(1Σ+g)→O(3P)+CO2(1Σ+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.     

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.     

Pu（^7Fg）＋H2（X^1∑g^＋,0,0）的分子反应动力学

基于PuH_2分子基态(X~7A_1)的分析势能函数，用准经典的Monte-Carlo轨线法 对Pu(~7Fg)+H_2(X~1∑_g~+，0，0)的分子反应动力学过程进行了计算。结果表明 ：Pu(~7F_g)与H_2(X~1∑_g~+，0，0)碰撞是弹性碰撞。     

气相VO（∑＋）与CH3OH（1^A′）分子自旋禁阻反应C—H，O—H键活化机理的理论研究

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP与cCsD方法研究了二重态和四重态势能面自旋禁阻反应VO（∑’）活化cH30H（1^A′）分子c—H,0—H键的微观机理．通过自旋一轨道耦合的计算讨论了势能面交叉点和可能的自旋翻转过程．在MEcP处,四重态和二重态问的旋轨耦合常数为131．14cm^-1．自旋多重度发生改变,从四重态系间穿越到二重态势能面形成中间体2^IM1,导致反应势能面的势垒明显降低．     

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.     

Theoretical study on the reaction of VS^＋（^3∑^-, 1^Г） with CO

Two possible reaction mechanisms of VS^＋（^3∑^-, 1^Г） with CO in the gas phase have been studied by using B3LYP/TZVP and CCSD（T）/6-311＋G （3df, 3pd） methods： the O/S exchange reaction （VS^＋＋CO→VO^＋＋CS） and the S-transfer reaction （VS^＋ ＋ CO → V^＋ ＋ COS）. The two reactions proceed via two-step and one-step mechanism, respectively. The barriers of the triplet and singlet PESs are 30.6 and 50.9 kcal/mol, respectively, for O/S exchange reaction and 7.3 and 50.2 kcal/mol, respectively, for the S-transfer reaction. The results indicate that the triplet ground state reaction is more favorable, and the S-transfer reaction is more favorable than the O/S exchange reaction, which is in good agreement with the experimental observation.     

CH(^4∑^-)+H2O→CH2(^3B1)+OH的直接动态学研究

用从头算方法计算了反应CH(^4∑^-)+H2O→CH2(^3B1)+OH的反应途径。在此基础上, 计算沿反应途径的动态学性质和正则变分过渡态理论的速率常数, 并进行隧道效应校正。结果表明, 电子相关能对反应活化位垒影响较大; 反应存在返回效应和隧道效应, 用正则变分过渡态方法和小曲率近似的隧道校正是有效的。     

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.     

化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)构型和键离能的密度泛函研究

采用DFT/B3LYP方法研究了化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)的基态可能构型,对于各n值,基态可能构型(电子态)依次为：直线型(^6∑^+),直线型(^6∑~g^+),C~2~υ(^2A~2)或D~3~h(^6A~1),D~4~H(^4A~1~g),C~2~ν(^2B~2)或C~4~ν'(^2B~1),D~3~d(^2A~1~g)。计算结果表明,对于n≥3时,碎片离子的构型与体系自旋多重度关系敏感。进一步计算了Mo－CO键的逐级解离能,计算值与实验结果能较好吻合,并从Mo原子4d和5s轨道杂化角度来解释该键解离能随n值的非单调变化。     

化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)构型和键离能的密度泛函研究

采用DFT/B3LYP方法研究了化合物Mo(CO)~n^+(n=1～6)的基态可能构型,对于各n值,基态可能构型(电子态)依次为：直线型(^6∑^+),直线型(^6∑~g^+),C~2~υ(^2A~2)或D~3~h(^6A~1),D~4~H(^4A~1~g),C~2~ν(^2B~2)或C~4~ν'(^2B~1),D~3~d(^2A~1~g)。计算结果表明,对于n≥3时,碎片离子的构型与体系自旋多重度关系敏感。进一步计算了Mo－CO键的逐级解离能,计算值与实验结果能较好吻合,并从Mo原子4d和5s轨道杂化角度来解释该键解离能随n值的非单调变化。     

Ti^＋离子和C2H4分子自旋禁阻反应中C—H键活化机理的理论研究

用密度泛函B3LYP方法,研究了二重态和四重态势能面自旋禁阻反应Ti^＋（^4F,3d^24s^1）＋C2H4→TiC2H2^＋（^2A2）＋H2的微观机理．通过自旋．轨道耦合的计算讨论了势能面交叉点和可能的自旋翻转过程．中间体IM1-^4B2处,四重态和二重态间的旋-轨耦合值为59．3cm^-1．自旋多重度必将发生变化,从四重态系间穿越到二重态势能面形成共价型复合物IM1-^2A1,同时导致四重态势能面的势垒明显降低．到插入中间体IM2后,二重态势能面上有两条不同的反应路径,即分步和协同路径,后者在二重态势能面上得到放热产物TiC2H2^＋（^2A2）＋H2具有较低的活化势垒,4．52kcal／mol,其主反应路径为：Ti^＋＋C2H4→^4IC→IM1—^4B2→4.2ISC→IM1—^2A1→[^2TSins]→IM2-^2A”→[^2TSMCTS]→IM5→TiC2H2^＋（^2A2）＋H2．     

[η^5-Bz~5C~5(CO)~nM]~2的合成

本文通过η^5-Bz~5C~5MNa与氧化偶联试剂Fe~2(SO~4)~3/HOAC/H~2O的反应合成了含η^5-五苄基环戊二烯基配体的两个金属-金属单键化合物[η^5-Bz~5C~5(CO)~3M]~2 (1: M=Mo; 2: M=W) , 产率分别为45%和19% . 1 在沸腾的甲苯中可进一步脱碳而以98%的产率生成金属-金属叁键化合物[η^5-Bz~5C~5(CO)~2Mo]~2 (3).1～3的结构均经碳氢分析, IR, ^1H NMR 和MS鉴定. 3的结构尚被单晶X射线衍射分析确证 .     

利用E-V传能模型研究亚稳态分子PCl(b^1∑^+)的猝灭过程

亚稳态分子猝灭机理的研究一直受到人们的极大重视。本文利用E-V传能模型对亚稳态分子PCl(b^1∑^+)的猝灭过程进行了定量处理。结果表明PCl(b^1∑^+)的猝灭是PCl(b^1∑^+→a^1Δ)跃迁和试剂分子端键X-Y振动能级近共振传能的结果, 与PCl(b^1∑^+→a^1Δ)跃迁的Franck-Condon因子及试剂分子端键X-Y振动的非谐性系数有关, 而且也受猝灭试剂分子极化率的影响。     

利用E-V传能模型研究亚稳态分子PCl(b^1∑^+)的猝灭过程

亚稳态分子猝灭机理的研究一直受到人们的极大重视。本文利用E-V传能模型对亚稳态分子PCl(b^1∑^+)的猝灭过程进行了定量处理。结果表明PCl(b^1∑^+)的猝灭是PCl(b^1∑^+→a^1Δ)跃迁和试剂分子端键X-Y振动能级近共振传能的结果, 与PCl(b^1∑^+→a^1Δ)跃迁的Franck-Condon因子及试剂分子端键X-Y振动的非谐性系数有关, 而且也受猝灭试剂分子极化率的影响。     

~(12)CO(A~1П)与~(13)CO(X~1∑~+)电子传能的多光子电离光谱研究

用双色共振多光子电离光谱(REMPI)方法,在77K温度下对~(12)CO(A~1H)与~(13)CO(X~1∑~+)之间的碰撞传能过程进行了研究.发现二者之间的电子能量转移极快,并测量了其不同振动通道的速率,得到~(12)CO(A~1П)V=1、2、3与~(13)CO(X~1∑~+)V=0之间的电子传能总截面分别为114±42、22±4、17±6∧~2,还测量了产物的∧分裂П~+和П~-的布局比,发现П~+布居总是多于П~-.从激基复合物生成的观点对传能机理和∧双重态布居的倾向性进行了讨论。     

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.     

·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.     

亚稳分子O~2(b^1∑^+~g)猝灭反应研究

在流动余辉装置中,利用镍金属表面催化氧原子复合的方法,产生了高浓度的亚稳态O~2(b^1∑^+~g)。采用准一级近似的方法,测定了O~2(b^1∑^+~g)被15种分子猝灭的速率常数,其大小在10^-12～10^-14cm^3·molecule^-1·s^-1数量级范围内,用电子－振动(E-V)能量转移模型分析了各种分子猝灭反应的机理,结果表明猝灭速率常数的大小与试剂分子中的C----H,N---H以及O-----H键的数目密切相关;同时,我们的结果也表明,分子的其它特性将对O~2(b)的猝灭反应也起着重要的作用。     

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。