为什么不相交?——关于能级相关理论中一些问题的讨论

能极相关理论是阐明周环反应三大基本理论之一,也是分子轨道对称守恒原理在周环反应中的直接应用。在用能级相关理论分析周环反应进行的可能性时,先得画出相关图,然后根据对相关图的分析做出结论。在这过程中,一般读者思想上总存在着这样两个问题:1.为什么画相关图时要遵守不相交原则？2.在相关图中为什么当反应物的分子轨道以对称守恒的方式转化成产物的分子轨道时,一些基原子轨道会消失。     

从Hückel分子轨道理论导出激发态周环反应的奇偶定则

本文从Huckel分子轨道理论,导出激发态周环反应的奇偶定则。在推导中Huckel久期行列式的非零元均视为反应坐标的函数,对其数值不作特殊假定。本文的推导也有助于对周环反应的Mobius-Huckel结构理论获得进一步的了解。     

Co(H_2O)_6~(2 /3 )体系电子转移反应动力学的理论研究

电子转移过程在化学、生命科学、材料科学等领域普遍存在,几十年来一直受到国际学术界的广泛关注,是当前化学研究的前沿课题之一[1－6].过渡金属络合物间的电子转移是一类重要的电子转移过程,其动力学行为是理论和实验研究的热点[7－12].根据过渡态理论,这类自交换反应速率可表示为ket=κeZeffexp(－ΔE/RT)(1)其中,Zeff为核频率因子,对于溶液中的双分子反应其值约为1011dm3·mol－1·s－1[11];ΔE是活化能;κe称为电子因子,对于绝热反应κe=1.显然,活化能和电子因子是影响电子转移速率的两个关键因素.根据络合物的结构特点,一…     

分子轨道图形理论应用于单环共轭分子中的一个教学问题

对于单环共轭分子,简单分子轨道理论只处理π电子,把平面内的σ电子系统连同核和内层电子看作刚性的分子实,单电子薛定谔方程为Hψ=Eψ(1) 其中H是哈密顿算符,ψ是π电子分子轨道,E是能级·分子轨道近似用原子轨道的线性组合来表示.     

环氧树脂/三乙硫醇胺固化反应行为的研究

用差热式扫描量热仪 (DSC)对双酚 A环氧 (DGEBA) 三乙硫醇胺自催化固化体系的固化反应过程进行分析 ,并根据Kissinger和Ozawa方法分别求得体系固化反应的表观活化能ΔE为 4 1.35和 4 6 .6kJ mol;根据Crane等理论计算得到该体系的固化反应级数n =0 .84及指前因子A =7.4 3× 10 3(s- 1 ) ;同时利用FTIR在位跟踪固化反应过程特征官能团吸收峰的变化 ,确定了最佳固化反应工艺条件 :T凝胶 =80℃ ,T固化 =12 0℃ ,T后处理 =16 0℃     

氟化氢与乙烯加成反应的ab Initio分子轨道研究

用ab initio分子轨道理论研究和确定氟化氢对乙烯分子型加成反应的可能途径.考虑了两种可能的反应机制.一为经过一个四中心过渡态的顺式加成;另一为经过一垂直过渡态(氟化氢分子轴垂直于C=C双键并在其中点的上方).计算结果表明(STO-3G和4-31G),前者是可能的反应途径.计算的活化能是58.68kcal/mol(245.52kJ/mol),文献报道值是54±3kcal/mol(225.94±12.56kJ/mol).分析和讨论了反应过程中Mulliken集居数的变化.比较了过渡态附近该“给一受络合物”中电子得失情况的变化,并用前线轨道理论作了解释.根据反应过程中氟化氢的“非键对”参与情况,说明该顺式四中心加成途径不在Woodward-Hoffmann规则禁阻之列.     

非绝热分子动力学进展

本文结合作者近年来来在光化学周环反应研究方面的工作，对非绝热分子动力学的基本理论模型和研究现关夜较全面的介绍，重点讨论经典轨迹在单分子衰变和离解、碰撞猝灭、光化学周环反应、非绝热电子转移等理论研究中的应用。     

从学科发展史设计周环反应的课堂教学

在有机化学教学内容中，周环反应不介绍官能团的性质，内容相对独立，理论性强，突出从分子轨道空间排布阐述有机反应的机理。尤其量子力学理论的引入，使周环反应的结果能够被合理“预测”，这对于有针对性地设计化合物的合成路线很有指导意义。但是，抽象、枯燥的理论使教学难度增加，同时引发学生对于本章内容在学科应用中如何定位的困惑。本文探讨了在教学中，如何聚焦基本知识点，对周环反应理论进行简化处理，采用周环反应研究史中经典的福井谦一的理论萌芽与发展，以及Dewar苯衍生物、维生素B12片段的合成等实践案例，丰富教学内容，激发学生内在的学习兴趣，培养学生立足实践，推进理论思考与创新，同时培养学生对学科发展规律的辩证认识。     

关于“协同反应”和“周环反应”

目前,周环反应及分子轨道对称守恒原理是有机化学、结构化学及量子化学中一个极其热门的课题。也是现在国内外流行的有关教材中必不可少的重要章节。作者注意到在各类教材和文献中,周环反应和协同反应两个名词是经常互换使用不加区别的。为此,人们不禁要问:周环反应和协同反     

正离子自由基周环反应

一、引言正离子自由基周环反应是指经过正离子自由基环状过渡态的协同反应,包括涉及正离子自由基的 Diels-Alder 反应,烯烃的二聚环加成和烯烃的环丙烷化以及σ-迁移反应等。反应的本质都是单电子接受体催化的周环反应,可由正离子自由基铵盐或正离子自由基聚合物催化、光敏电子     

氮氧化物TEMPO清除过氧自由基的机理研究

采用密度泛函理论、微扰理论和前线分子轨道分析,对酸环境和无酸环境下的2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)捕获过氧自由基的机理进行了理论研究.研究结果表明,与B3LYP泛函相比,M06-2x泛函的计算结果更接近实验值,更适合于所研究的体系;在酸环境下,质子化的TEMPO经过质子耦合电子转移和电子转移两个反应过程清除过氧自由基,并获得再生;与之相比,在无酸条件下TEMPO清除过氧自由基的反应过程则较为复杂,包括了烷氧胺的生成、β-氢原子转移、碳中心自由基的解离和TEMPO的再生4个反应步骤.通过能量计算,酸性条件下反应活化能为35.6 kJ/mol,明显低于无酸环境下的96.8 kJ/mol,说明酸性条件更有利于TEMPO清除过氧自由基,并对这一现象的化学本质给予了理论解释.     

分子轨道对称性表示法及其在周环反应中的应用

本文介绍一种简明的分子轨道对称性表示法。用这种方法可以很好地阐明周环反应的反应规律。     

周环反应规律的对称性法处理和对称性原理的运用

根据前线轨道理论，应用对称性法可以导出一个简化的周环反应通则——“奇-同”规则，实际上，也就是见诸一般文献和参考书中的简化的Woodward-Holeffmann规则，这个规则可以表达成如下形式：     

双桥硫配合物Cp_2M_2S_4(M=Fe,Ru)的电子结构及反应性

本文应用EHMO法研究了三个Cp_2M_2S_4(M=Fe,Ru)类配合物的电子结构,根据计算所得的分子轨道能级,轨道特征和Mulliken重叠集居等数据,对其成键性质进行了分析。这类配合物的反应性研究结果表明:在配合物的骨架构型重排η~1-S_2(?)η~2-S_2的可逆氧化还原反应过程中,桥配基是反应的活性位置。     

含联苯结构环氧树脂体系固化反应动力学研究

用示差扫描量热仪(DSC)对含联苯结构环氧树脂(TMBP)/4,4′-二氨基二苯砜(DDS)固化体系的固化反应过程进行了分析,并用Kissinger和Ozawa方法分别求得体系固化反应的表观活化能ΔE为69.7和74.2kJ/mol,根据Crane理论计算得到该体系的固化反应级数n=0.89及在不同升温速率下的频率因子A,确定了使用DDS作为固化剂的固化反应条件.     

周环反应的拓扑学及周环反应规律的简化处理

问题的提出周环反应是近代有机化学的一个基本内容,一般文献或参考书介绍周环反应往往头绪太多,规则繁琐,难以记忆和应用,而讨论理论问题时,对许多读者感兴趣的问题,又往往未说明其所以然,结果使得人们在学过之后,脑中总还带着许多问号。近年来,拓扑学进入有机化学,利用拓扑学的思想和方法分析周环过程,可以简洁地描述过程的本质,清楚、直观地阐明周环理论中难以理解的许多问题,从而使人们对反应规则的理解大大简化和明确化。     

关于苯环的稳定性和不稳定性

根据苯及其取代物在许多反应条件下苯环被破坏的事实,对苯环的不稳定因素进行了讨论.从分子轨道理论看,非键轨道和反键轨道上的电子是导致苯及其取代物的苯环不稳定性原因;从价键理论看,苯环骨架周围的电子自旋的不完全对称偶合使苯环变得不稳定.     

甲醇钠引发的环氧乙烷开环聚合反应过程

运用密度泛函理论(DFT)的Dmol3方法, 计算了甲醇钠引发的环氧乙烷开环聚合的反应过程. 并运用前线轨道理论对该聚合反应的各步反应历程进行了分析. 计算结果表明, 链引发为无能垒的放热反应, 放出的能量达到92.560 kJ·mol-1, 而链增长过程则需越过100.951 kJ·mol-1的反应能垒, 链增长物种与环氧乙烷的前线轨道相对称, 可以使开环聚合反应继续进行下去. 当向反应体系中加入草酸、磷酸等质子酸时, 会立即发生链终止反应. 此外, 还对链增长过渡态的合理性进行了确认, 绘出了相应的反应势能曲线.     

金属碳、卡宾阳离子[M—X]~+(M=Au,Ag,Cu;X=C,CH2)与甲烷反应机制研究

在CCSD(T)-REL//B2GP-PLYP水平下构建[Au(CH_2)]~+与甲烷反应的可靠反应势能面,分析了C—H键活化过程中的几何结构变化情况;对反应IRC路径上关键点进行自然键轨道(NBO)电荷和分子轨道分析,从理论上推定该氢转移过程属于氢负离子(H~-)转移.对[M—X]+(M=Au,Ag,Cu;X=C,CH_2)与甲烷反应进行对比,分析了甲烷作为氢供体反应过程的内在影响因素.M—X键能和反应活性中心C上直接参与反应的低能轨道对反应活性均起重要作用,两者协同调控微观反应机制.     

Ni-P化学镀反应速率及机理研究

通过镀层分析和析氢量测量得到Ni-P镀层的沉积速度和H2PO2的分解速度·以混合电位理论为基础，对Ni－P电极在不同组成饮液中的极化曲线进行分解得到以化学镀电流形式所表示的反应速率·将两种方法所得结果进行对照，确定H2PO2氧化时电子迁移数为1，并用原子红-电化学联合理论解释溶液PH对反应速率及化学镀效率的景响．