化学反应的内禀反应坐标法（X）：氨基卡宾脱氢反应的从头计算研究

氨基卡宾作为重要的反应中间体引起了人们的兴趣,它可分别通过1,1-H_2消除和1,2-H_2消除2种脱氢方式分别生成氰和异氰,但对这两个反应过程的细致研究至今未见报道,本文利用内禀反应坐标(IRC)法对氨基卡宾的2种脱氢反应途径进行微观动力学解析,并对反应途径上的振动相关问题做了理论探讨。     

化学反应的内禀反应坐标法VI. 甲胺脱氢反应的反应路径解析

本文用内禀反应坐标(IRC)法对甲胺的1,1-和1,2-脱氢反应途径进行了微观动力学解析.在RHF/4-31G水平上确定了反应的过渡态结构和势能变化曲线,得到了活化能、反应热、频率因子和活化熵等物理量.模式选择研究表明:1,1-和1,2-脱氢反应过程的反应坐标(IRC)分别与反应物中频率为1057和1348cm~(-1)的两个变形振动模式相联结.在每条反应途径上都存在正则坐标间的振动耦合.本文的计算为激光诱导和模式选择化学反应的研究提供了重要信息和理论指导.     

化学反应的内禀反应坐标法VI. 甲胺脱氢反应的反应路径解析

本文用内禀反应坐标(IRC)法对甲胺的1,1-和1,2-脱氢反应途径进行了微观动力学解析。在RHF/4-31G水平上确定了反应的过渡态结构和势能变化曲线,得到了活化能、反应热、频率因子和活化熵等物理量。模式选择研究表明:1,1-和1,2-脱氢反应过程的反应坐标(IRC)分别与反应物中频率为1057和1348cm^-^1的两个变形振动模式相联结。在每条反应途径上都存在正则坐标间的振动耦合。本文的计算为激光诱导和模式选择化学反应的研究提供了重要信息和理论指导。     

化学反应的内禀反应坐标法(Ⅷ)——甲基叠氮热解反应的反应路径解析

采用内禀反应坐标法完成了对甲基叠氮热解反应途径的微观动力学解析.结果表明甲基叠氮的热解是以伴随N₂消除后发生1,2-H迁移的协同方式完成的,属协同的非同步反应,此机制可解释(H₃C)nH_3-nC-N₃(n=0～2)烷基叠氮系列热解温度的光电子能谱结果.     

化学反应的内禀反应坐标法I:甲硫醛脱氢反应的IRC解析

本文用内禀反应坐标法讨论了甲硫醛分子的脱氢反应机理. 在4-31G基组上对此反应做了量子化学从头计算和反应路解析, 得出过渡态结构, 反应势能曲线, 活化能, 反应热以及沿反应坐标反应系的一些物理量的变化, 并对过渡态做了振动分析. 所得结果与甲醛,甲硫醇和甲醇等分子的脱氢反应结果做了对比. 还给出沿反应坐标分子间弹性碰撞阶段和最佳碰撞角等信息. 同时, 计算了反应的频率因子A,讨论了反应速率常数k值与温度的关系.     

化学反应的内禀反应坐标法V. 顺-, 反-氟代乙烯基负离子异构化反应的反应路径解析

本文对顺-, 反-氟代乙烯基负离子异构化反应的反应途径进行了微观动力学解析。在RHF/4-31G水平上优化求得了反应物、过渡态及产物的平衡几何和总能量, 得到了活化能、反应热、A因子及活化熵等一些物理量, 从反应物到过渡态的振动相关表明: 正则振动模式是各自独立的; 键角H(1)-C-C的伸缩振动模式直接与内禀进动(IRC)相连结。这为模式选择化学反应的研究提供了信息。     

化学反应的内禀反应坐标法V. 顺-, 反-氟代乙烯基负离子异构化反应的反应路径解析

本文对顺-, 反-氟代乙烯基负离子异构化反应的反应途径进行了微观动力学解析。在RHF/4-31G水平上优化求得了反应物、过渡态及产物的平衡几何和总能量, 得到了活化能、反应热、A因子及活化熵等一些物理量, 从反应物到过渡态的振动相关表明: 正则振动模式是各自独立的; 键角H(1)-C-C的伸缩振动模式直接与内禀进动(IRC)相连结。这为模式选择化学反应的研究提供了信息。     

化学反应的内禀反应坐标法(Ⅶ)——乙炔与乙烯[2s+2a]环加成反应的反应路径解析

采用IRC在RHF/3-21G水平上对乙炔与乙烯的[2_s+2_a]加成反应途径进行了量子化学从头算.结果表明此反应是由乙烯和乙炔分子间的相向平动向产物的振动转化实现的.从理论上说明了反应物分子上的取代基对这一反应过程起促进作用.IRC解析直观地体现了此反应过程所遵守的轨道对称守恒规则.     

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 .     

化学反应的内禀反应坐标法——Ⅲ.乙炔与氢化锂二聚体加成反应的反应路径解析

本文利用量子化学从头计算法(内禀反应坐标法)在3-21G基组上对乙炔与氢化锂二聚体的加成反应作了反应路径解析。确定了过渡态的结构、反应势能曲线、活化能、反应热以及沿着IRC的一些物理量的变化。研究结果表明:在乙炔与氢化锂二聚体的加成反应途径上,靠近孤立反应物存在一个准稳定的分子复合物状态,并且这个分子复合物经单分子重排生成产物的基元过程构成了该反应的定速步骤。根据RRKM理论还估算出相应于单分子重排过程的频率因子和活化熵值。对反应过渡态的前线分子轨道分析表明:在过渡态的形成过程中,反应物系分子之间的HOMO-LUMO和HOMO-HOMO相互作用都起了重要作用。通过比较乙炔与氢化锂单体和二聚体两个加成反应的活化能、活化熵和反应频率因子,指出了这两个反应发生相互竞争的可能性。     

适合高中师生研究乙烯和乙炔的制取与性质的微型实验装置

乙烯和乙炔的制取与性质实验是高中化学实验的重要组成部分,它有助于强化学生对不饱和烃类性质的理解。本文采用一套微型实验装置,研究了乙烯和乙炔的制取与性质,实验效果极其显著,特别适合高中化学教师演示和学生亲自动手操作。     

氧原子与二硫化碳反应的机理

用从头计算法、内禀反应坐标和电子密度拓扑分析方法研究了3P态氧原子与二硫化碳的反应.找到了分别形成CS SO,S OCS和S2 CO三个反应通道上的极小点和过渡态.采用UHF/631G进行几何构型优化,并在UMP2/631G水平上进行能量校正.三个反应通道上的稳定点和过渡态都经内禀反应坐标(IRC)跟踪得以确认,并用电子密度拓扑分析方法考察了反应过程中化学键的变化.计算结果表明,反应过程中所有稳定点和过渡态都具有Cs对称性,即对每个反应通道而言在整个反应过程中分子始终保持在同一平面内.在三个反应通道中,第一个反应通道O CS2→CS SO由于具有较小的活化能而更容易发生,与实验结果相一致.文中对反应机理进行了较详细的讨论.     

基于非线性降维寻找反应坐标（英文）

寻找表征化学反应的反应坐标通常是一项困难的任务.作者在之前发表的一篇文章[ACS Cent.Sci.3,407 (2017)]中,通过贝叶斯学习算法优化水中(反向)克莱森重排反应的反应坐标,发现成键键长与断键键长的线性组合是所有测试中最好的.本文考虑了过渡态的非线性特性,提出了一种基于等距特征映射和局部线性嵌入的方法来获得由几个集合变量组成的反应坐标.利用这种方法,作者找到了一个更合理的一维反应坐标,从而可以很好地描述反应进程.为了探索反应机理,本文分析了分子内禀性和溶剂和溶质相互作用相关的物理量对所获得的非线性反应坐标的贡献.此外,还发现第二维坐标能够表征反应机制的异质性.     

化学反应的内禀反应坐标法 1.甲硫醛脱氢反应的IRC解析

本文用内禀反应坐标法讨论了甲硫醛分子的脱氢反应机理.在4-31G基组上对此反应做了量子化学从头计算和反应路解析,得出过渡态结构、反应势能曲线、活化能、反应热以及沿反应坐标反应系的一些物理量的变化,并对过渡态做了振动分析.所得结果与甲醛、甲硫醇和甲醇等分子的脱氢反应结果做了对比.还给出沿反应坐标分子间弹性碰撞阶段和最佳碰撞角等信息.同时,计算了反应的频率因子A,讨论了反应速率常数k值与温度的关系.