亚烷基卡宾与甲醛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甲醛发生的三种环加成反应的机理 ，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 据能量数据可以预言环加成反应（1）的a途径将是单重态亚烷基卡宾与甲醛环加成 反应的主要反应通道，该反应由两步组成：（I）亚烷基卡宾与甲醛生成了一富能 中间体（INT1a），是一无势垒的放热反应，（II）中间体异构化为产物亚烷基环 乙烷，其势垒为24.1 kJ·mol~(-1)(MP2/6-31G~*)。     

全氟烷基磺酸酯C-O键断裂的同面SN2反应

用密度泛函理论研究了CF3SO3CF2CF3 F^-的碳氧键断裂反应的机理。首先，用DFT方法优化了反应物、中间体、过渡态、产物的平衡构型，分析了碳氧键断裂反应的势能面变化，发现在SN2反应机理中，除了S-O断裂SN2反应外，引起C-O键断裂的同面进攻也是一个可能的反应途径。理论计算表明，最终反应的产物是受热力学控制的，S-O键的断裂绝对地优于C-O的断裂。因此，C-O断裂的同面机理虽然是可能的，但却难以被实验观察到，本文还讨论了端基-CF3在同面SN2反应中的邻位效应，以及基组对这个效应的影响。     

HSCCS自由基势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,f)//MP2/6-311G(d,f) ZPE水平下,计算得到含有8个异构体和11个过渡态的HSCCS自由基体系势能面,讨论了异构体的结构与稳定性及异构体之间的异构化过程.结果表明异构体m1的能量最低,除m1以外,异构体m2和m3的能量也比较低,在MP2水平上,过渡态TS1的能量比异构体m2仅高3.9kJ/mol,而在CCSD(T)水平上,TS1的能量比m2低14.6 kJ/mol,这说明异构体m2可以迅速转化为能量更低的m1.异构体m3的能量比异构体m1高49.99 kJ/mol,可以推断,在合适的实验条件下可以观测到异构体m1.     

PdH2、YH2分子的结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法,对钯和钇原子采用SDD收缩价基函数,氢原子采用6-311＋＋G**全电子基函数,对PdH2和YH2体系的结构进行优化计算,得到PdH2分子最稳态为C2v构型,电子组态为1A1,平衡核间距RPdH=0.1692 nm,键角∠HPdH=29.4°,离解能De=5.5212 eV,基态简正振动频率:ν1(b2)=1470.1 cm－1、ν2(a1)=1007.9 cm－1、ν3(a1)=2907.0 cm－1.YH2分子最稳态也为C2v构型,电子组态2A1,RYH=0.1962 nm,∠HYH=114.3°,De=5.6691 eV,基态简正振动频率:ν1(b2)=1457.9 cm－1、ν2(a1)=476.0 cm－1、ν3(a1)=1506.3 cm－1.由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限.并用多体项展式理论方法分别导出基态PdH2和YH2分子的势能函数,其等值势能面图准确地再现了PdH2和YH2分子的结构特征和离解能,由此讨论了Pd ＋ H2和Y ＋ H2分子反应的势能面静态特征.     

若干SO2电子态的势能面

用MRPT2//CASSCF方法和cc-pVTZ基组构建了SO₂分子基态1¹A₁和低激发态2¹A₁, 1¹A₂, 1¹B₁, 1¹B₂, 1³A₁, 1³A₂, 1³B₁, 1³B₂共9个电子态的势能面一维切面. 预测了各态的稳定构型, 激发态的绝热激发能, 与实验数据以及前人的计算有很好的一致性. 对势能面的相交和避免相交情况做了细致的讨论.     

分子离子NO+激发态的势能函数

100公里以上的大气分子离子主要为NO~+。它的辐射特点及它与电子、原子或分子的相互作用,对于理解大气的化学过程具有特别重要的意义。为了研究这些过程,确定NO~+分子离子基态及其各个激发态的分子势能函数是非常重要的。精确的X~1Σ~+,A~1Ⅱ和a~3∑~+势能曲线已发表;基于光电子谱的研究发现了NO~+的其它激发态,但对于这些激发态的研究尤其是势能函数的研究不多。本文研究并导出NO~+的基态和10个激发态的势能函数。     

Theoretical Study on the Structures and Stability of Isomers and Complex of[Si,C,O,O] Sytem

A detailed singlet potential energy surface(PES) of [Si,C,O,O] system including a van der Waals (vdW) comples SiO……CO2,eight isomers,and twelve transiton states is investigated by MP2 and QCISD(T) (single-point)methods.At the final QCISD(T)/6-311 G(2df)//MP2/6-311G(d) level with zero-point energy included,the complex SiO……CO is found to be thermodynamically and kinetically the most stable species.Although eight ismoers are located as local energy minima,they are rather unstable toward isomerization to the dissociation fragments or comples.For the reaction of silocon atoms with carbon dioxide,two competitive reaction channels are found,and the primary pathway,which leads to the products of SiO and CO fragments,is the direct oxygen-abstraction process from carbon dioxide by silicon atom with a41.16 kJ/mol reaction barrier height.Our predications are in good agreement with previous experimental and theoretical studies.     

氢原子与激发态二氧化硫分子的反应动力学研究

利用泵浦-探测和时间分辨的红外化学技术研究了H与SO_2的反应.测量了高振动态SO的粒子布居及OH的振动布居.并按照从头计算的结果,构造了模型势能面.在此势能面上,对此体系进行了经典轨迹理论计算.理论结果与实验有比较好的符合.     

CuC、CuN分子基态的结构与分析势能函数

在Cu 的有效核势近似下, 运用密度泛函(B3LYP)方法, 对Cu采用基集合LANL2DZ, 但对其价电子基组的p轨道函数部分做了必要的修改, 而对C、N采用基集合6-311+G(d), 对CuC和CuN分子的微观结构进行了理论计算. 优化并计算了两分子基态的能量, 平衡结构和谐振频率. 根据原子分子反应静力学原理, 导出了CuC和CuN分子基态的合理离解极限和离解能. 应用密度泛函(B3LYP)方法扫描了CuC和CuN分子基态的势能曲线, 并采用最小二乘法拟合了两分子基态的Murrell-Sorbie势能函数及其在平衡位置附近的Dunham展开式. 同时根据Herzberg 和Dunham的公式, 计算了CuC和CuN分子基态的光谱参数.     

OUH体系的结构和分析势能函数

采用密度泛涵B3LYP方法优化出了OUH分子的各种结构，确定了最稳定构型和离解能，以及它们的谐性力常数，并导出双原子分子UH,UO的Murrell-Sorbie势能函数及其光谱数据。采用多体项展式方法，导出OUH(X^4A')基态分子的分析势能函数，获得OUH(X^4A')体系的势能面，考察了这个势能函数的基本性质，正确地复现出OUH分子的平衡结构特征，结果表明：U+OH,O+UH,H+UO的反应均为无阈能的放热能反应。为进一步探讨OUH体系的反应动力学过程打下了基础。