硝酸溴与三重态氧原子反应机理的密度泛函研究

用密度泛函理论方法 (B3LYP) ,在 6 311+G(d ,p)水平上对硝酸溴与三重态氧原子的反应进行了研究 ,计算了反应中各驻点物种的平衡构型、振动频率、总能量和零点能 (ZPE) .对计算得到各可能反应途径的过渡态经内禀反应坐标分析加以了证实 ,对反应途径中的键长和能量的变化作了IRC解析 .在B3LYP优化的基础上利用了耦合簇理论方法 (CCSD(T) )在 6 311+G(d ,p)水平上对各驻点物种的单点能进行了修正 .研究表明 ,存在三种可能的反应途径 ,其产物分别为 :cis BrONO和 3 O2 、trans BrONO和 3 O2 以及BrOO和NO2 .其中第三个通道由于活化能垒较低 ,是主要反应 .     

细胞色素P450 2E1催化下乙醛羟基化反应动力学同位素效应的理论研究

采用建立在Eyring绝对反应速率理论基础上的计算模型,对细胞色素P4502E1催化下乙醛羟基化反应动力学同位素效应进行了理论研究.计算表明,乙醛羟基化反应的动力学同位素效应大小约为5.0(Wigner量子校正后约为7.0左右),远比烷烃羟基化反应的动力学同位素效应要小的多.这个反应对温度比较敏感,所以反应存在明显的量子隧穿现象.文中还对动力学同位素效应给出了相应的过渡态构型方面的解释.     

N-烯基硝酮分子内环加成反应区域选择性的理论研究IV. N-4-己烯基硝酮分子内环加成反应的区域选择性

本文用AM1 MO方法和过渡状态理论研究N-4-己烯基硝酮分子内环加成反应的机理, 计算两个平行反应(a, b)的速率常数的比值, 得到与实验吻合的结果。计算结果还表明, 由于N-5-甲基的电子效应, 使得反应b的活化焓降低, 同时, N-5-甲基引起的构型变化, 使得反应b的活化熵增高(绝对值变小), 这使得K~b/K~a值明显增长, 是区域选择性发生较大改变的原因。     

二硅烯化合物顺反异构化过渡态动力学参数的计算

本文介绍了过渡态理论对双键取代物顺反异构化过程的处理方法. 计算了1,2-二叔丁基-1,2-二(2,4,6-三甲苯基)二硅烯、1,2-二[二(三甲硅基)]-氨基-1,2-二(2,4,6-三甲苯基)二硅烯和1,2-二甲基-1,2-二苯基二硅烯等化合物的顺反异构化的活化熵变和相应过程的Arrhenius A因子. 前两个化合物的计算结果与West的实验值符合得很好. 后一个化合物, 尚未见到动力学实验结果的报道. 本文指出了这类化合物构型熵贡献的重要性.     

环氧乙烷与胺基负离子反应过渡态的量子化学研究

本文用SCF MO ab initio法研究了环氧乙烷与NH~2^-的亲核置换反应.用能量梯度优化方法(辅以可变尺度法)优化出了反应物与产物的平衡几何构型,与实验对应较好.用Powell的对梯度的Euclidean范数σ求极小的方法优化出了过渡几何构型,并从过波态的力常数矩阵求得了相应于反应坐标的频率为821icm^-1,从而对求出的过渡态进行了确证.用STO-3G基组求出该反应的活化能为44.50kJ.mol^-1,由过渡态和产物的几何构型得出NH~2^-基本上沿环氧乙烷的"弯键"方向进攻.将过渡态看成由变形后的反应物分子与进攻试剂形成的"超分子",用Morokuma的能量分解方案对它们之间的相互作用能进行分解,得出了电荷迁移相互作用和静电相互作用在反应中都起重要作用的结论.     

PDMS材料特性和滑动速度对黏着态下摩擦峰的影响

黏弹性体接触界面由湿变干过程中,出现的摩擦系数高于干摩擦系数的状态,称为黏着态.最大摩擦系数为摩擦峰,摩擦峰相对于干摩擦系数的增长称为摩擦峰相对增长百分比(μ%).本文中利用原位观测摩擦试验台研究了氮化硅小球与PDMS (Polydimethylsiloxane)接触界面在润湿转变过程中摩擦学行为,并分析了弹性模量及滑动速度对μ%的影响.结果表明：对于较软的PDMS,摩擦峰的削减甚至消失伴随有接触界面分离波的出现,黏弹性体的材料特性将影响甚至决定摩擦峰的出现;当PDMS较硬时,接触界面间残余水膜对黏着态摩擦峰的影响起主导作用.μ%与弹性模量的1.45次方成正比.随着滑动速度的增加,μ%逐渐降低.研究结果对于利用弹性模量以及滑动速度实现对黏弹性体摩擦峰的调控提供了理论指导.     

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Gaussian 03 是做半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件。可以研究：分子能量和结构、过渡态的能量和结构、化学键以及反应能量、分子轨道、偶极矩和多极矩、原子电荷和电势、振动频率、红外和拉曼光谱、NMR、极化率和超极化率、热力学性质、反应路径。计算可以模拟在气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态;计算周期边界体系。是研究诸如取代效应、反应机理、势能面和激发态能量的有力工具。     

弯曲振动引致的过渡态的混沌

Molecular vibration is correlated to the motion of a pendulum and the lowly excited states are corresponding to that of the pendulum around its stable fixed point while the highly excited states are to the unstable fixed point. Specifically,the transitional state due to internal rotation is also corresponding to the unstable fixed point of the pendulum. As for a perturbed pendulum,chaos occurs first around its unstable fixed point,which is a reasonable consequence that the highly excited state and the transitional state are full with intrinsic chaotic motion. With this conjecture,HCN,its isomer HNC and the excited delocalized transitional state due to the internal rotation of H-C around the skeleton of C-N are interpreted with Morse oscillators in resonance. It is stressed that the delocalized transitional state is in multiple resonances between the H - C stretch and the bending due to that the classical bending frequency is lowered as the transitional state is approached. Multiple resonances,or the overlapping of resonances,lead to chaos as noted by Chirikov. Hence,the delocalzed transitional state can be in a chaotic state. Besides,the internal rotational state of HCP due to H atom is analyzed by this physical picture. For this purpose,an algebraic Hamiltonian for HCN,its isomer HNC and the delocalized transitional state is proposed with its coefficients elucidated by fitting with the quantal levels adopted from the literature by the quantum mechanical algorithm. The result shows that both the transitional state due to the internal rotation of H atom and the highly excited states of HCN and HNC are full of multiple resonances. Therefore,chaos is expected for these systems. Finally,all these ideas are compounded by a proposed model for unfolding the characteristics of chaos in the molecular system.     

MLi2H3(M=Na,K)与NH3反应的密度泛函理论研究

采用杂化密度泛函方法,对MLi₂H₃(M=Na, K)团簇与NH₃的反应机理进行计算分析,对反应中各驻点几何构型进行优化,经频率分析和内禀反应坐标计算以确证各驻点的正确性和连接关系.经单点能校正计算,给出反应相关的能量信息.结果表明：引入Na和K原子后,反应物LOMO轨道有大幅度的向Na、K原子处的转移. KLi₂H₃有较小的能隙和电离势及较高的费米能,有较高反应活性. Na、K元素的引入,能破坏反应物的稳定性,降低反应能垒.     

DFT法研究分子筛催化trans-2-丁烯的双键异构

利用一个3T簇模型模拟分子筛催化剂的酸性位, 采用密度泛函理论(DFT)的 B3LYP/6-31G(d, p)方法, 研究了分子筛催化1-丁烯双键异构为trans-2-丁烯的反应机理. 对反应各驻点进行了全优化, 经过零点能校正后, 得到了反应的活化能. 研究表明, 反应分三步进行：物理吸附→化学反应→物理脱附. 分子筛的酸性位OH基团首先吸附1-丁烯的双键形成了π配位复合物, 然后按协同反应机理发生双键异构反应, 生成吸附态的trans-2-丁烯, 最后脱附成产物. 计算得到的表观活化能为57.1 kJ•mol^-1, 与实验结果接近.