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（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。     

甲硅硫醛(H2SiS)脱氢反应的反应路径解析

本文用内禀反应坐标(IRC)方法讨论了甲硅硫醛分子的脱氢反应机理. 在RHF/4-31G基组上对此反应做了量子化学从头计算和反应路径解析, 得到H_2SiS的平衡几何、过渡态结构、反应势能曲线、活化能, 反应热以及沿反应坐标一些物理量的变化, 并对平衡几何和过渡态做了振动分析. 同时, 计算了反应的频率因子A和在500 K时的活化熵△S≠。     

FC≡CF→F~2C=C:重排反应的动态学理论研究

本文用从头算方法, 在RHF/3-21G分子轨道从头算法的水平上, 得到了重排反应F-C≡C-F→F~2C=C:的内禀反应坐标(IRC)。沿着IRC, 计算了体系各简正模所对应的频率(ω)以及沿IRC运动与垂直于IRC运动的简正模之间的耦合常数(BK,F); 根据传统过渡态理论、变分过渡态理论及相应的隧道效应校正, 计算了本重排反应的反应速率常数。     

N2H2脱氢反应和异构化反应的IRC解析

用内禀反应坐标(IRC)法讨论了N₂H₂的脱氢反应机理和异构化反应机理,较完整地阐述了N₂H₂在位能面上的重排和离解过程.     

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 .     

化学反应的反应路径解析学研究——ⅠCH_3N势能面上重排反应的反应路径解析

用内禀反应坐标(IRC)法对CH_3N势能面上的单分子重排反应途径进行了微观动力学解析。在RHF/4—31G水平上确定了甲亚胺、氮甲基、氨基卡宾以及甲亚胺向氮甲基和氨基卡宾转化的两个1,2—H迁移反应过渡态的平衡几何构型和总能量,得到了这两个反应过程的活化能、反应热、活化熵和频率因子等物理量,计算结果表明:甲亚胺分子是CH_3N分子体系在RHF/4—31G势能面上的最稳定结构;由甲亚胺的热异构化反应过程来生成氯基卡宾和氮甲基分子几乎是不可能的。     

HOD与H选键反应的理论研究

本文采用作者建立的分子内坐标下反应途径的动力学性质理论对HOD与H的选键反应进行了研究。以无选键性的HOH与H的反应和有选态性的H2(v=0,1)与OH的反应为对比,分别给出了每个反应内坐标下的垂直于IRC的振动模式的振动频率及断裂键的振动模式与其它振动模式之间的耦合常数(BKL)。通过它们对各反应选键性的分析,给出了在一定电子态下,为了达到选键反应的目的,该反应的断裂键振动频率和它与自身分子内其它键(键角)的耦合常数在理论上的要求。     

H_20 CN→HCN OH的IRC解析及其反应动力学研究

本文用能量梯度法,在UHF/3-21G水平上,优化了反应H_2O CN→HCN OH的反应物、产物及其过渡态的几何构型,得到了该反应的活化能为32.6kJ/mol,与实验所得的测量值相一致;同时用Morokuma的数值分析方法,得到了该反应的内禀反应坐标(IRC);沿着IRC,对反应过程中体系构型的变化进行了分析,并计算IRC运动与垂直于IRC简正振动之间的偶合常数,讨论振动频率的变化,并结合偶合常数进行分子动态学分析;用传统过渡态理论、变分过渡态理论及相关的隧道校正等方法计算该反应的速率常数,结果与实验值基本吻合(如T=763K时,K_(计算值)~(CVT/SCSAG)=309×10~(10),K_(实验值)=(5.1±0.6)×10~(10),单位cm~3·mol~(-1)·s~(-1)).     

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。     

基态氧(3^O2)氧化硅烯的密度泛函计算研究

采用密度泛函[B3LYP(full)/6-311+G^*]方法研究了基态氧(3^O2)氧化硅烯(Si2H4)的机理。计算了三重态初始中间体(IM(T1)到单重态中间体IM2(S0)反应交叉势能面,报道了各反应中间体、产物和过渡态的构型和能量,用频率分析方法对各过渡态进行了验证,进一步用IRC方法对主要的基元反应进行了考察,确定了历经生成1,2-二氧环氧硅烷中间体的氧化过程的主要反应通道。     

H~2O+CN→HCN+OH的IRC解析及其反应动力学研究

本文用能量梯度法,在UHF/3-21G水平上,优化了反应H~2O+CN→HCN+OH的反应物,产物及其过渡态的几何构型,得到了该反应的活化能为32.6kJ/mol, 与实验所得的测量值相一致,同时用Morokuma的数值分析方法,得到了该反应的内禀反应坐标(IRC),沿着IRC,对反应过程中体系构型的变化进行了分析,并计算IRC 运动与垂直于IRC简正振动之间的偶合常数,讨论振动频率的变化,并结合偶合常数进行分子动态学分析,用传统过渡态理论,变分过渡态理论及相关的隧道校正等方法计算该反应的速率常数,结果与实验值基本吻合(如T=763K时,K~(计算值)^(CVT/SCSAG)=3.09×10^1^0,K~(实验值)=(5.1±0.6)×10^1^0,单位为cm^3·mol^-^1·s^-^1)     

NH2(X^2B1)与C2H4反应机理的从头算研究

用从头算MP2方法,在6-311G^**基组下,对NH2X^2B1)与C2H4的加成和氢迁移反应机理进行了研究,优化得到反应的过渡态,并通过振动分析和内禀反应坐标(IRC)加以证实,计算了两个反应的能垒和1500K～2000K温度范围内的速率常数。结果表明：在1500K～2000K温度范围内加成反应是NH2(XX^2B1)与C2H4的反应的主要通道,同时报道了两个反应沿反应路径变化信息。     

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。     

铁(III)催化多卤代变色酸双偶氮胂类试剂的褪色反应特性及其应用

本文研究了铁(III)催化H2O2还原多卤代变色酸双偶氮胂类试剂(PHA)的褪色反应动力学行为, 测定了反应级数和反应活化能, 获得了经验速率方程, 探讨了反应机理, 稳态处理后的动力学方程与经验速率方程相吻合, 说明了机理的合理性。并以三氯偶氮胂为指示反应试剂, 测定了人发中痕量铁的含量, 得到了满意的结果。     

Ab Initio Study of the Dehydrogcnation of Methylenimine

The ab initio calculations were performed by the intrinsic reaction coordinated(IRC) method for the reaction paths of the dehydrogenations of methylenimine. We determined the geometries and energies of the transition states and obtained the activation energies, activation entropies and the statistical A factors on the RHF/4 -31G singlet potential energy surface. The mode selective study reveals the intrinsic reaction coordi-nates(URC) of 1 ,1 and 1 ,2 dehydrogenations of methylenimine to be related with the H2C= group symmetrical stretch mode and the =NH group stretch mode, respectively. The vibration coupling between the normal coordinates occurs in either of these two reaction paths.     

Cl_2 2HI=2HCl I_2反应机理的理论研究

分别在MP2/3-21G!!、CCSD(T)/3-21G!!//MP2/3-21G!!和B3LYP/3-21G!!3种水平上,计算研究了气相反应Cl2 2HI=2HCl I2的机理,求得一系列四中心和三中心的过渡态.通过比较六种反应通道的活化能大小,得到了相同的结论:双分子基元反应Cl2 HI"HCl ICl和ICl HI"I2 HCl的最小活化能小于Cl2、HI和ICl的解离能,从理论上证明了反应Cl2 2HI=2HCl I2将优先以分子与分子作用形式分两步完成.用内禀反应坐标(IRC)验证了MP2/3-21G!!方法计算得到的过渡态.     

硅烯及取代硅烯与饱和键插入反应的量子化学研究

用量子化学的密度泛函理论(DFT)在6-311G水平上对硅烯及其取代物与甲烷的C-H键进行插入反应的势能面进行了系统地研究。用IRC方法对过渡态进行了验证。并用组态混合模型讨论了反应势垒(△E^≠)和反应热(△H)与SiXY的单-三态激发能△Est的关系。我们发现,硅烯SiXY的△Est是控制反应的主要因素,取代基的电负性越大,取代基越多,π电子给予越强,SiXY的△Est就越大,插入反应的活化能就越大,放热就越小。