吡啶气相光氯化反应理论研究：—加成反应机理的过渡态IRC解析

通过PM3方法研究氯自由基与吡啶分子加成反应的结果表明，生成不同产物2－氯吡啶、3－氯吡啶、4－氯吡啶的每一个反应通道存在两个过渡态，生成2－氯吡啶反应路径主过渡态的能量及活化能量低，分别为－110293．6和139.2kJ/mol。反应优生成2－氯吡啶，与实验结果一致，生成2－氯吡啶反应过程（IRC）相关的键长，，键级和原子净电荷变化表明，吡啶环反应部位C原子与Cl加成形成C－Cl键主要与共轭双键断裂同步，而C－H键的断裂主要与共轭双键的重新形成同步，反应进程中氯原子净电荷从增加到减少的变化是氯原子诱导效应吸引电子和p-π共轭电荷平均分布等相互作用的结果。     

吡啶气相光氯化反应机理的理论研究──夺氢机理过渡态和IRC解析

氯自由基与吡啶分子发生夺氢反应生成2-氯吡啶、3-氯吡啶和4-氯吡啶等不同产物主要由两个连续的基元反应组成.研究了生成不同氯代产物的每一个基元反应过渡态,计算比较了不同反应路径活化能的高低,结果表明,不同产物以生成2-氯吡啶的活化能最低,生成2-氯吡啶两个连续基元反应的活化能分别为8.33kJ/mol和1.51kJ/mol,反应优先生成2-氯吡啶,并对邻位反应路径进行了键级、净电荷密度和IRC解析.     

吡啶光氯化反应过渡态和反应途径的量子化学研究

用量子化学B3LYP方法在3---21G*水平上优化吡啶光氯化反应加成取代反应机理生成邻、间、对位氯代吡啶不同反应途径的过渡态并对反应热和活化能进行了计算,对邻位反应途径进行了IRC反应路解析,计算结果表明邻位反应途径过渡态的能量最低,为－704.830027a.u.,生成2－氯吡啶所需的活化能最低,为114.60kJ/mol。光氯化反应主要产物为2－氯吡啶,与实验结果一致。IRC反应路径显示在反应过程中C(2)---H(7)键的断裂和C(2)-----Cl(8)键的生成是协同但不是同步的。     

2-氯吡啶气相光氯化反应机理的量子化学研究

用量子化学DFT方法在B3LYP/3-21G^*水平下研究了2-氯吡啶气相光氯化取代反应生成2,3-二氯吡啶、2,4-二氯吡啶、2,5-二氯吡啶和2,6-二氯吡啶不同产物的过渡态,并计算了活化能.结果表明,生成2,6-二氯吡啶过渡态的能量最低,所需的活化能也最低,反应优先生成2,6-二氯吡啶.生成2,6-二氯吡啶的IRC结果显示反应过程中C-H键的断裂和C-C l键的生成协同但不同步.过渡态的构型接近于产物,是一个晚期过渡态.C l原子在反应进程中是给电子的,因此,氯自由基与2-氯吡啶反应是亲核取代的SN2机理.     

烯烃亲电加成反应机理的理论探讨

采用PM3方法计算了不同亲电试剂与乙烯生成的中间体正离子的势能曲线．结果显示,当亲电中心原子为价电子层没有d轨道的第一、二周期元素时,开放型中间体正离子的能量比桥型中间体正离子的能量低;此类加成经历开放中间体离子机制进行更为有利,表现出立体非专一性和区域选择性;当亲电中心原子为价电子层有d轨道的第三、四、五周期的元素时,桥型中间体正离子的能量比开放型中间体正离子的能量低;此类加成经历桥型中间体离子机制进行更为有利,表现出立体专一性和区域非专一性．以d-π和s-p-π配位键轨道模型,尝试阐述其内在的轨道控制机制,较好地解释了实验事实．     

C~6~0与二氯卡宾环加成反应机理的理论研究

用半经验AM1方法研究了C~6~0与单态二氯卡宾环加成反应的反应机理。采用Berny梯度法优化得到反应的过渡态,并进行了振动分析确认。计算结果表明：二氯卡宾在C~6~0的6-6或6-5键上的加成反应均分两步进行,第一步反应物经(类)过渡态Ⅰ生成中间配合物,第二步由中间配合物经过渡态Ⅱ变为产物。6-6加成反应的活化势垒较6-5加成反应的低121kJ·mol^-^1,从反应机理和动力学角度解释了6-6加成优于6-5加成的原因。     

亚烷基卡宾与丙烯环加成反应机理的理论研究

用二阶微扰理论研究了单重态亚烷基卡宾与丙烯环加成反应的机理，采用 MP2/6-31G~*方法计算了势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量。根据所得 势能面上的能量数据可以预言，反应（1）的a途径和反应（2）的b途径将是单重态 亚烷基卡宾与丙烯环加成反应的两条相互竞争的主反应通道，两反应途径均由两步 组成，(I)两反应物分别生成了富能中间体INT1a和INT2b，它们均是无势垒的放热 反应，放出的能量分别为60.28和26.33kJ·mol~(-1).(II)中间体INT1a和INT2b分 别通过过渡态TS1a和TS2b异构化为三元环产物P1和四元环产物P2，其势垒分别为 16.43和12.73kJ·mol~(-1)。     

Br2+Cl2=2BrCl反应机理的理论和实验研究

用(U)MP2方法, 取6-311G*基组, 研究了反应Br2+Cl2=2BrCl的机理, 求得四中心和三中心的过渡态, 通过比较反应通道的活化能的大小, 得到如下结论: 双分子基元反应的最小活化能小于Cl2和Br2的离解能, 在没有光引发的条件下, 标题反应将以分子与分子作用形式完成; 若有光引发, Br2或Cl2先解离成原子, 再经过Br原子与Cl2反应或Cl原子与Br2反应, 能较快完成标题反应. 分别测定了光照和避光两种条件下的反应体系在412 nm处吸光度的变化, 证实了理论研究的结果.     

Cl+CH3OCl反应机理的理论研究

采用从头算方法,对多通道反应体系Cl+CH3OCl的反应机理进行了理论研究.在MP2/6-31+G(d,p)水平下优化了反应物、络合物、产物和过渡态的几何构型,并对得到的平衡几何构型进行了简谐振动频率分析.在相同水平下以过渡态为出发点,通过内禀反应坐标(IRC)理论计算了反应的最小能量路径.并且在MC-QCISD(T)/6-31G(d)高水平下进行了单点能量校正.研究结果表明,该反应存在4条可行的反应通道,其中生成HCl和CH2OCl的通道为主反应通道,其他反应通道为次反应通道.     

邻位吡啶自由基多通道分解反应的动力学和反应机理研究

Utilizing Gaussian94 program package, all species involved in decomposition reactions of o-pyridyl radical were optimized fully at B3LYP/6-311＋＋G^＊＊ level. Intrinsic reaction coordinate calculations were employed to confirm the connections of the transition states and products, and transition states were ascertained by the number of imaginary frequency （0 or 1）. The reaction mechanism was elucidated by the vibrational mode analysis and electronic population analysis, and the reaction rate constants were calculated with transition state theory.     

SiHCl3-H2气相外延生长Si单晶反应机理的理论研究

采用密度泛函理论计算方法, 在B3LYP/6-311G*水平下, 计算并得到了SiHCl3与H2反应各反应通道上各驻点的构型、振动频率和能量. 结果表明, 在气相中SiHCl3分解的通道d和SiHCl3与H2反应的通道c为竞争反应, 但其均未还原出Si原子, 只有衬底Si参与SiHCl3-H2的反应, Si原子才淀积在Si衬底上.     

NH自由基与臭氧反应机理的理论研究

用量子化学从头计算方法,在HF/6-31 ++ G**水平研究了臭氧与NH三线态活性自由基反应的微观机理,优化得到反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型.用MP2/6-31++G**//HF/6-31 ++ G**方法计算能量,同时进行零点能校正.研究结果表明:NH三线态活性自由基与O3反应首先生成稳定中间体HNO3,然后中裂解生成HNO和O2.     

Cu催化水煤气的变换反应机理

采用密度泛函理论(DFT), 对Cu催化水煤气变换反应三种可能的微观机理进行了理论研究. 在GGA-PW91理论水平下优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型, 并通过频率分析对过渡态进行了验证. 研究结果表明, 甲酸根机理的可能性最小, 羧基机理与氧化还原机理的可能性较大, 且与氧化还原机理相比, 羧基机理因在反应过程中有中间体COOH(s)生成, 且它与OH(s)发生歧化反应仅需越过3.8 kJ·mol-1的活化能垒, 所以反应更易遵循这条路径进行.     

CF3O2自由基和NO反应机理的理论研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 分别在6-31G、6-311G、6-311+G(d)基组水平上研究了CF3O2自由基和NO反应机理. 研究结果表明, CF3O2自由基和NO反应存在三条可行的反应通道, 优化得到了相应的中间体和过渡态. 从活化能看, 通道CH3O2+NO→IM1→TS1→IM2→TS2→CF3O+ONO的活化能最低, 仅为70.86 kJ•mol-1, 是主要反应通道, 主要产物是CF3O和NO2. 而通道CH3O2+NO→IM1→TS3→CF3ONO2和CH3O2+NO→TS4→IM3→TS5→IM4→TS6→CF3O+NOO的活化能较高, 故该反应难以进行.     

CH3(2A′)自由基与臭氧反应机理的量子化学研究

用量子化学UMP2方法，在6-311++G**基组水平上研究了CH3(2A′)自由基与臭氧反应机理，全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型，在UQCISD(T)/6-311++G**水平上计算了它们的能量；并对它们进行了振动分析，以确定中间体和过渡态的真实性；同时应用经典过渡态理论计算了反应的速率常数，并与实验值进行了比较, CH3自由基与臭氧反应速率常数的理论计算结果为: 4.73×10－14 cm3•molecule－1•s－1，与实验报导的结果(k=2.52×10－14 cm3•molecule－1•s－1)很接近，同时发现CH3(2A′)自由基与O3的反应是强放热反应.     

CH3CH2+O(3P)反应机理的理论研究

The reaction for CH3CH2+O(3P) was studied by ab initio method. The geometries of the reactants, intermediates, transition states and products were optimized at MP2/6-311+G(d,p) level. The corresponding vibration frequencies were calculated at the same level. The single-point calculations for all the stationary points were carried out at the QCISD(T)/6-311+G(d,p) level using the MP2/6-311+G(d,p) optimized geometries. The results of the theoretical study indicate that the major products are the CH2O＋CH3, CH3CHO+H and CH2CH2+OH in the reaction. For the products CH2O＋CH3 and CH3CHO+H, the major production channels are A1: (R)→IM1→TS3→(A) and B1: (R)→IM1→TS4→(B), respectively. The majority of the products CH2CH2+OH are formed via the direct abstraction channels C1 and C2: (R)→TS1(TS2)→(C). In addition, the results suggest that the barrier heights to form the CO reaction channels are very high, so the CO is not a major product in the reaction.     

Theoretical Study on the Reaction Mechanism of SiCl_4 with H in the Gas Phase

1 INTRODUCTION Semiconductor silicon materials are vital for mi- croelectronic and information industry. Silicon has many advantages, for example, rich resource, out- standing quality and sophisticated processing tech- nology. So it has been widely used in semiconduc- tor industry. One of the key techniques of mo- dern microelectronic industry is epitaxial growth of single crystal thin film on single crystal silicon and its ba- cking materials. In the chemical vapour deposition of Si, g…     

CH2 CHF与臭氧反应机理的量子化学研究

用量子化学MP2方法,在6-311+ +G(d,p)基组水平上研究了烯烃CH2CHF与臭氧反应的机理,对氟代乙烯臭氧化反应Criegee机理进行了系统的计算,全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,在QCISD(T)/6-311+ +G(d,p)水平上计算了它们的能量.并对它们进行了频率分析,以确定中间体和过渡态的真实性.研究结果表明,氟代乙烯与臭氧反应沿Criegee机理是可信的、合理的.同时研究还发现,就氟代乙烯与臭氧反应活性而言,其控制步骤的位垒较低,可以说氟代乙烯与臭氧反应活性较强,也就是说氟代乙烯对臭氧的损耗较大.