态-态热力学函数及其应用 I: 双分子交换反应

本文把Levine的态-态热力学函数由振动-振动态推广到振转-振转态, 对A+BC(v, j)→AB(v', j')+C双分子交换反应给出了Gibbs自由能△G^o(v, j→v',j', T)和化学平均常数K(v, j→v', j', T)在谐振子-截锥转子模型下的详细计算公式, 对H+O2(v, j)→HO(v', j')+O作了数值计算, 结果与由实验归纳出的定性规律相符合。利用本文给出的公式不仅可以对化学反应过程描述得更加细致和深刻, 而且可以方便地讨论分子的振动-转动态耦合对化学反应性的影响。     

氢原子在金属锂表面台阶附近吸附和表面扩散行为的ab initio研究

取Li_7H和Li_9H两个原子簇模拟氢原子与含台阶的金属锂表面的相互作用,以小基组用abinitio方法计算了体系的吸附和表面扩散势能面(或势能曲线),结果表明:(1)对Li_7H体系,台阶面附近沿垂直于边棱方向存在三种不同的桥位吸附位,最稳定的吸附位在上台面接近台阶边棱处,台阶面显著地改变了表面扩散活化能,台阶边棱处有一个较高的势垒,于是,迁移原子将会在台阶边棱处受到反射,并可被捕获于台阶面上及其附近,由势能面确定了最低能量表面扩散途径,(2)对Li_9H体系,在Li_7H原子簇基础上增加次表面层两个锂原子后,表面扩散活化能略有减小,氢原子在上台面的桥位吸附更趋稳定,各吸附位相对稳定性及势垒几何位置几无改变,这些结果显示了台阶面对氢原子的化学吸附和表面扩散发生扰动,台阶边棱对表面扩散起着重要作用。     

NH3R^＋＋NH42（4=H,CH3）体系质子传递反应的从头算研究

用从头计算法在ＨＦ／６－３１Ｇ基组水平上研究了ＮＨ４＾＋＋ＮＨ３→ＮＨ３＋ＮＨ４＾＋，ＮＨ４＾＋＋ＮＨ２ＣＨ３→ＮＨ３＋ＮＨ３ＣＨ３＾＋，ＮＨ４＾＋＋ＮＨ（ＣＨ３）２→ＮＨ３＋３）２＾＋以及ＮＨ３ＣＨ３＾＋＋ＮＨ２ＣＨ３→ＮＨ２ＣＨ３＋ＮＨ３ＣＨ３＾＋等４个体系的质子传递反应的机理。结果表明：（１）上述质子传递反应均具有双阱型的势能面，质子沿Ｎ（１）、Ｎ（２）连线直接传递；（２）质子受体分子中的甲     

表面活性剂与聚合物相互作用的动力学模拟

用扩散颗粒动力学模拟方法（Dissipative Particle Dynamics，DPD）模拟了 中性聚合物与离子型表面活性剂的相互作用。在分子水平上研究了介于微观和宏观 上的一些性质，直观地用三维图形描绘了聚合物在表面活性剂溶液中的聚集形成， 并通过聚合物的末端的变化表征了聚集过程。结果发现：随着表面活性剂浓度的增 加，聚合物呈现自由伸缩→形成松散的棒状结构→再出现胶束状珍珠链结构→最终 在六角状和层状相中分布的过程。DPD模拟方法能够直观地得到聚合物在表面活性 剂溶液中的聚集形态。     

H+O_2(n_0,j_0)→HO+O及C+H_2(n_0,j_0)→CH+H体系选态反应截面的过渡态理论计算

本文用微正则过渡态理论计算了H+O_2(n_0,j_0)→HO+O和C+H_2(n_0,j_0)→CH+H在ab initio势能面上的选态反应截面σ_(n_0,j_0);E.分析了势能面性质对反应截面的影响。计算结果表明,在指定反应物分子的振动态n_0、转动态j_0时,两个反应体系的反应截面随相对平动能的增加先是增加后是减小(j_0=1,n_0=0除外);在给定相对平动能和反应物分子的转动态j_0时,随反应物分子的振动量子数n_0的增加,两个体系的选态反应截面均有较显著的增加,在指定相对平动能和反应物分子的振动态n_0时,H+O_2体系的选态反应截面随j_0的变化较为复杂,而C+H_2体系则比较简单(j_0=1除外).对于H+O_2反应体系,本文得到的反应截面与实验结果及准经典轨迹理论的计算结果符合得很好。     

[Co(H2O)4(NCS)2]·(18-C-6)配合物晶体的成键特性理论研究

[Co(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)是本文作者之一最近合成的新王冠醚配合物晶体。我们用CNDO/2方法计算了该配合物原子簇模型的电荷分布, Mulliken键级,电子态密度(DOS)等,研究其成键特性。结果表明, 该配合物中存在稳定的[Co(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)集团, 配合单元[Co(H_2O)_4(NCS)_2]采取四根强度不同的氢键与(18-C-6)相结合, 并较好地解释了实验结果。     

[Mn(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)配合物晶体的电子结构与成键特性理论研究

本文取配合物晶体[Mn(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)的一个分子片断进行CNDO/2半经验分子轨道理论计算,给出Mulliken键级、电荷分布和电子态密度等,探讨了其成键特性。结果表明,过渡金属配合单元[Mn(H_2O)_4(NCS)_2]与18-C-6冠醚环之间的主要结合方式是定域化程度相当高的氢键,与来自实验测量的推测相一致。     

STUDY ON THE DYNAMICS OF H+O_2 SYSTEM AT LOW COLLISION ENERGY

In this paper, the process of the reactive collision of the atom H (~2S) with the moleculeO_2(~3∑_g~-) has been simulated on the ab initio potential surface, and the dynamics of thissystem has been studied at low collision energy, E = 0.3eV, with O_2 in quantum statesv(vibration quantum number) = 2, j(rotational quantum number) = 1, 20, 40, 60, 80, 100.The results of calculations have shown: (1) the maximum impact parameter at which thereaction occurs is 4. 5a_0, (2) the impact parameter b at which the reaction probability ismaximum decreases as j increases, (3) the reaction cross section monotonically increasesas j increases, (4) for inelastic collisions, in which b is small and j is large, both thevibration v' and rotation quantum numbers j' of the product O_2 fall down obviously, andfor reactive collisions, the products OH(~2π) are almost in vibration ground states, but theprobabilities of excited vibration states increase obviously as j increases, and the populationinversion even appears at j = 10     

H+O_2体系在低碰撞能下的动力学研究

本文用准经典轨迹理论,模拟了H(~2S)原子与O_2(~3Σ_g~-)分子在ab initio势能面上的反应碰撞过程,研究了该反应体系在低碰撞能E=0.3eV,O_2的量子态v(振动量子数)=2,j(转动量子数)=1,20,40,60,80,100时的动力学行为。计算结果表明:(1)发生反应的最大碰撞参数b_(max)为4.5a_o,(2)产生最大反应几率的碰撞参数b随j的增加而减小,(3)反应截面随j单调增加,(4)对于小b高j时的非弹性碰撞,产物O_2的振动量子数v′和转动量子数j′均明显地下降,而对于反应碰撞,产物OH(~2Π)多处于基振动态(v′=0),且随j的增加,产物OH处于振动激发态(v′>0)的几率明显增加,当j=100时,甚至出现振动态分布倒反现象。此外,还绘制了部分典型的碰撞轨迹图。