双二十面体Agn(n=19, 23, 24, 25)团簇低能稳态构型的TS搜索

采用基于NEB的MEP的LST/QST方法, 发展了一种不依赖团簇初始结构而得到其低能稳态构型的过渡态搜索方法, 预测和分析了孤立与铰链双二十面体Ag_n (n=13, 19, 23, 24, 25)的低能稳态构型. 证实Ag₁₃-I_h的低能稳态构型是一个含有五角双锥碎片的Ag₁₃-C₂扁平层状结构, 而Ag₁₉-D_5h的低能稳态构型则是在13原子二十面体上添加6原子组成Ag₁₉-C₁球形结构. 并且揭示Ag₂₃-D_3h, Ag₂₄-D_2h, Ag₂₅-D_5d与Ag_n (n=17～22)团簇一样, 其低能稳态构型也含有一个13原子的变形二十面体核心.     

镍基上羟基活化催化CH4-CO2重整的理论计算

采用DFT（B3LYP）结合二级微扰MP2/6-311+G(2d,p)方法计算镍基催化剂上羟基活化催化CH₄-CO₂重整制合成气的反应机理,比较并探究了重整反应机理中的各种通道.计算结果表明,重整反应包含22步,关键反应式1-1,2,3,4-1,4-2,6-4的正反应活化能分别为44.718, 201.353, 265.713, 104.603, 61.739和99.331 kJ·mol^-1.重整的速控步是式3表示的羟基的产生过程,甲烷的分解以脱1个H为主,基团CH₃Ni具有较高的活性,可以通过2种方式与羟基反应,生成CH₂OH基团继而裂解成甲醛.     

高中教学中如何讲授化学反应的活化能

对比了人教版、苏教版以及鲁科版对化学反应活化能的有关论述。介绍了IUPAC（1996）推荐的活化能的定义,强调了为什么仅有基元反应活化能才有准确的解释（即Tolman的统计观点）,最后提出了在高中阶段如何讲授化学反应活化能的几点建议。     

3-(CHO/COF)-吲唑水助质子转移的反应机理

在密度泛函(DFT)B3LYP/6-311++G**理论水平上,全自由度优化气相和水相中3-(CHO/COF)-吲唑两种反应途径(Path A:分子内质子迁移;Path B:水助质子迁移)质子迁移的各异构体的几何构型,得其气相和水相中的几何结构和电子结构,并将PCM(极化连续介质模型)反应场溶剂模型用于水相计算.在气相和水相中,3-(CHO/COF)-吲唑的N1-H形式比N2-H形式稳定.进一步研究3-(CHO/COF)-吲唑质子迁移的反应机理.研究结果显示:不同的3C取代基对反应物、产物及过渡态的分子几何构型影响不大,但是不同构象的3C取代基对反应物、产物的几何结构和质子迁移的热力学参数有较大影响;溶剂化效应和氢键的形成对质子转移反应的热力学参数有很大影响;Path B所需的活化能较低,约为Path A途径的一半.     

FeCH_2+H_2→Fe+CH_4反应机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的UB3LYP方法在6-311 G(2d,2p)水平上研究了五重态和三重态的FeCH2与H2反应的机理,在UB3LYP结构优化的基础上,用耦合簇理论方法UCCSD(T)在相同水平下对各驻点进行了单点能校正.结果表明,该反应在三重态和五重态上的势能面非常相似,存在两个过渡态(TS1、TS2)和两个中间体(M1、M2).反应的第一步是产生分子复合物(H2)FeCH2,其能量分别比反应物低16.6(五重态)和20.3kJ/mol(三重态);第二步是H2的加成形成HFeCH3中间体,第三步是CH4的消除反应.其中CH4的消除为整个反应的速控步骤.H-H键的活化在五重态上是不可逆的,反应将最终形成五重态产物,整个反应可放出能量300.6kJ/mol.     

CX2+CH2O (X=F, Cl, Br)环加成反应的密度泛函理论计算

用密度泛函理论,在B3LYP/6-311 G(d)水平上研究了CX2 CH2O(X=F,Cl,Br)环加成反应一条三过渡态三中间体路径的反应机理,全参数优化了反应势能面各驻点的几何构型,用内禀反应坐标(IRC)和频率分析方法,对过渡态进行了验证.用高级电子相关校正的耦合簇[CCSD(T)/6-311 G(d)]方法对优化构型进行了单点能计算.采用经Wigner校正的Eyring过渡态理论和热力学方法,研究了该反应通道的热力学及动力学性质.从热力学和动力角度综合分析,该途径CF2与GH2O的环加成反应难以发生,而CCl2及CBr2与CH2O反应的适宜温度范围均为400～1000K,如此,反应既具有较大的自发趋势和平衡常数,又具有较快的反应速率.     

甲醇与一氧化碳合成甲酸甲酯反应机理的理论研究

用密度泛函理论(DFT)研究了甲醇与一氧化碳的微观反应机理. 在B3LYP/6-311＋＋G(d,p)水平上优化了反应物、过渡态及产物的几何构型, 并通过振动分析和内禀反应坐标方法(IRC)分别确认了过渡态的结构与反应途径. 在CCSD/6-311＋＋G(d,p)水平上进行能量校正, 并根据计算的势能面探讨了CH₃OH＋CO反应机理. 结果表明, CH₃OH＋CO反应体系有三个可能的反应通道, 产物分别为甲酸甲酯、乙酸、羟基乙醛. 在无催化条件下, 计算得到生成甲酸甲酯、乙酸和羟基乙醛的反应活化能分别是364.715, 460.775和611.402 kJ•mol^－1, 生成甲酸甲酯和羟基乙醛的反应为吸热反应, 而生成乙酸的反应为放热反应.     

CH3NO异构体及异构化反应机理的量子化学研究

在CCSD(T)/6-311＋＋G(d,p)//B3LYP/6-311＋＋G(d,p)水平上对CH₃NO的异构体及各异构化反应机理进行了详细的理论研究. 包括CH₃NO共找到了23种异构体, 这23种异构体间通过24个过渡态相互转化. 用振动频率分析证实了过渡态的真实性, 内禀反应坐标跟踪(IRC)计算验证了过渡态与各异构体的连接关系. 计算结果表明, 在CH₃NO的各种异构体中, 分子骨架中存在N—C—O结构是最稳定的, 而C—O—N, C—N—O结构能量最高, 不稳定. 异构体间的异构化反应主要通过化学键的旋转, H迁移, C, N, O骨架的重组及包含上述两种机理的混合型机理等4种方式完成.     

NH++H2→NH2++H反应机理的量子力学研究

运用耦合簇理论CCSD方法对文献[1]提出的Titan大气中可能生成NH3的链式反应中第三个反应:NH H2→NH2 H进行了热化学计算和分析.发现:①反应(3)在Titan环境中具有良好的反应自发性,在低温下自发反应可能性更大.反应(3)的转变温度为11881.7 K,高于这个温度反应才不可能自发正向进行.运用量子化学MP2方法在6-311g(d)基组下计算研究了反应的机理,发现:②此反应分为两步反应,第一步为放热反应,无能垒.第二步反应的过渡态为平面构型.正反应能垒仅为38.991 Kcal.mol-1,完全可以由第一步反应放出能量来补偿.结果均经过振动分析和IRC计算验证.在不同温度下,尤其是低温下第一步反应平衡常数很大.③由于此反应有较高的反应自发性,可以认为该反应在这六个在Titan大气的低温环境中自然合成NH3的链式反应中起着积极的作用.④耦合簇理论方法和MP2理论两种方法的计算结果是一致的,互相印证了结论的可靠性.     

水杨叉间溴缩苯胺的光发色和热消色反应过渡态

亚稳态的可控转换是未来信息记录分子器件原理,因此,人们对光致色变化合物合成和光化学行为研究感到兴趣。水杨叉缩苯胺及其部份衍生物的固体、固相溶液和Lan-gmuir-Blodgett膜(LB膜)呈现光致色变性质。质子迁移是水杨叉缩苯胺的光致色变和热消色反应机理,反应按协同机理进行,反应