SiH3+O2(3∑g)反应路径的理论研究

采用密度泛函B3LYP／6—311G^＊＊和高级电子相关耦合簇CCSD（T）／6-311G^＊＊。方法计算并研究了SiH3与O2（^3∑g）反应的机理，全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型，并用频率分析方法和内禀反应坐标（IRC）进行了计算，对过渡态进行了验证．结果表明：SiH3＋O2（^3∑g）反应可经多条路径和多个步骤，经缔合、氢转移和离解得到SiH3O2，SiH2O2＋H，SiH2O＋OH，SiH3O＋O，SiHO2＋H2等产物．     

SiH3与C6H6反应机理的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对SiH3自由基与C6H6反应机理进行了研究,在B3LYP/6-311G**水平上全参数优化了反应势能面上各驻点(反应物,中间体,过渡态和产物)的几何构型,通过内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法,对过渡态进行了验证.研究结果表明,SiH3 与C6H6可以通过两种不同反应通道形成不同产物.     

CH3SH与O(3P)反应的密度泛函理论研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)方法,对CH3SH与O(3P)的反应进行了理论研究.在B3LYP/6-31G*,B3LYP/6-311 G**水平上,优化了反应势能面上各驻点(反应物、产物、中间体和过渡态)的几何构型,在B3LYP/6-311 G**水平上通过内禀反应坐标(IRC)计算和振动分析,对过渡态进行了确认.在CCSD(T)/6-311 G**水平上进行了单点能量计算,并确定了反应机理.研究结果表明,反应主要产物为CH3SOH.     

HONO与HCl反应的量子化学研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)和四次组态相互作用(QCISD(T)),对HONO与HCl的反应进行了研究.在B3LYP/6-311G**计算水平上,优化了反应势能面上各驻点的几何结构.在QCISD(T)/6-311G**水平上计算了单点能量.确定了反应机理,HONO与HCl反应主要生成产物为ClNO H2O.     

DFT研究大气环境中HCNO与Cl反应的产物通道

用密度泛函理论研究了大气环境中Cl与雷酸(HCNO)分子反应的机理.在6-311++G**和6-311G**基组水平上,优化得到了反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型;在B3LYP/6-311++G**优化的构型基础上,利用CCSD(T)/6-311++G**方法对各驻点的单点能量进行校正;通过振动分析对过渡态和中间体构型进行了确认.计算结果表明:Cl与HCNO分子的反应通过Cl对HCNO分子中O或C原子进攻的多步反应得到了三种产物.其中,Cl加成到HCNO分子中O原子上消去OCl基团的反应是主反应通道,P1(HCN+OCl)为主要产物.     

气相中二氧化铬与乙烯反应机理的理论研究

用密度泛函B3LYP/6-311++G(3df,3pd)//6-311G(2d,p)法研究了CrO2(+2A1/4A″)+C2H4生成P1[Cr(OCH2)(+2A"/4A")+CH2O]和P2[CrO(+2Σg/4Σg)+C2H4O]的气相反应,重点对影响反应机理和反应速率的势能面交叉现象进行了讨论,并运用Hammond假设和Yoshizawa等的内禀反应坐标单点垂直激发计算的方法大致确定了势能面交叉点(crossing point(CP))或势能面交叉缝(crossing seam)的位置。研究结果表明,CrO2+活化乙烯C-C键是一个[2+2]类型反应,整个反应经历了重排过程。     

HCNO与F反应机理的理论研究

利用量子化学计算方法,采用密度泛函理论(DFT)研究了大气环境中F与雷酸(HCNO)分子反应的机理.在6-311++G**和6-311G**基组水平上,优化得到了反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型;在B3LYP/6-311++G**优化的构型基础上,利用CCSD(T)/6-311++G**方法对各驻点的单点能量进行校正;通过振动分析对过渡态和中间体构型进行了确认.计算结果表明:F与HCNO分子的反应有两种不同的反应机制.其中,F加成到HCNO分子中O原子上消去OF基团的反应是主要反应通道,P1(HCN+OF)为主要产物.     

CO2热力学性质的量子化学计算

采用MP2,QCISD和密度泛函B3LYP方法,在6-311g**和6-311+g**水平上优化和计算了CO2和O2平衡几何结构、能量和谐性振动频率,导出了在标准条件(T=298.15 K,p=1.013×105Pa)下的熵、热焓和热容,并由此计算得到了CO2的标准生成焓和标准生成自由焓.结果显示,B3LYP/6-311G**方法计算得到的CO2和O2的平衡几何结构、能量、谐性振动频率、熵和热容与实验值符合最好;而MP2/6-311G**方法计算得到的CO2标准生成焓和标准生成自由焓与实验值符合最好.     

O2分子基态X3Σ-g 分析势能函数

利用原子分子反应静力学的有关原理,推导出了O2分子的合理离解极限;使用CID、B3LYP、QCISD和QCISD(T)等理论方法,在D95(d),6-311G和6-311G*基组下,对O2分子基态的平衡结构和谐振频率进行了优化计算,得出了QCISD(T)方法为最优方法、6-311G*为最优基组的结论.利用QCISD(T)/6-311G*对O2分子的基态进行了单点能量扫描,并将扫描结果用正规方程组拟合成了Murrell-Sorb ie势能函数.由拟合得到的势能函数,计算与X3Σg-态相应的光谱常数(Be,αe,ωe和ωeeχ),其结果与实验值符合得较好.     

SiH分子基态(X2∏)的解析势能函数

利用群论及原子分子反应静力学的有关原理,推导了SiH分子基态的电子态和合理的离解极限,利用Gaussian 03程序包.采用QCISD(T),QCISD,B3LYP方法和6-311G(df,pa),6-311G(df,2pd),6-311G(2df,pd),6-311C(2df,2pd)等基组对SiH的基态平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过比较发现QCISD(T)方法为最优方法、6-311G(df,2pd)为最佳基组的结论.使用该方法和基组对SiH分子的基态进行了单点能扫描计算,用正规方程组拟合了Murrel-Sorbie势能函数,得到了该态的完整的势能函数,并从得到的势能函数计算了基态的光谱常数,结果与实验数据较为一致.     

O(3P)与CH2=CHF反应的理论研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)方法,对O(3P)与CH2=CHF的反应进行了理论研究.在UB3LYP/6-311 G(d,p),UB3LYP/6-31 G(3df,3pd)计算水平上,优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,并在UQCISD(T)/6-311 G(2df,2pd)水平上计算了单点能量.为了确证过渡态的真实性,在UB3LYP/6-311 G(d,p)水平上进行了内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析,并确定了反应机理,研究结果表明,反应主要产物为CH2CFO和H.     

大气中ClNO2/ClONO与H多通道反应机理的理论研究

用UMP2理论研究了大气环境中H与硝酰氯(ClNO2)及顺/反亚硝酸氯(ClONO)分子反应的机理.在6-311++G**和6-311G**基组水平上,优化得到了反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型;在UMP2/6-311++G**优化的构型基础上,利用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ方法得到各驻点的高级单点能量;通过振动分析对过渡态和中间体构型进行了确认.并应用热力学函数讨论了温度对反应机理的影响.计算结果表明:H与ClONO分子的反应有三种不同的反应机制,而对ClNO2分子的进攻有两种不同的反应方式.其中H与ClNO2和trans-ClONO发生的Cl抽提反应是相互竞争的主反应通道,P1(NO2+HCl)为主要产物.     

反应CH3CN+OH→CH2CN+H2O的动力学

采用Gaussian 98从头算程序包,从理论上对反应CH3CN+OH→CH2CN+H2O的动力学进行了研究.反应物、产物和过渡态的几何优化分别在UMP2/6-311+G(d,p)和UB3LYP/6-311+G(d,p)水平下进行.用MP4(SDTQ)/6-311+G(d,p)和CCSD(T)/6-311G(3df,2p)方法对UMP2/6-311+G(d,p)优化的反应物、产物和过渡态进行了单点能校正,并计算出了反应在300～2 100 K温度范围的速率常数和谐振频率.     

基态7Li2(X1Σ+g)分子的解析势能函数

利用分子反应静力学的原理,导出了7L i2分子X1Σg 态的合理离解极限;使用HF、B3LYP、B3P86、QC ISD和QC ISD(T)方法和D95、D95V、D95V(d,p)、D95V(3df,3pd)、6-311G、6-311G(d)、6-311G(d,p)、6-311G(3df,3pd)基组,对7L i2分子X1Σg 态的平衡几何、谐振频率和离解能进行了优化计算,比较得出QC ISD(T)/6-311G(3df,3pd)为最优方法/基组.在QC ISD(T)/6-311G(3df,3pd)水平下,对7L i2分子X1Σg 态进行了单点能扫描,并用正规方程组拟合出了其解析势能函数.根据拟合出的解析势能函数计算出了X1Σg 态的光谱常数Be=0.656 cm-1,αe=0.006 cm-1和ωeeχ=2.85 cm-1及二阶、三阶和四阶力常数f2=26.159 aJ.nm-2,f3=-533.479 aJ.nm-3和f4=5 688.5 aJ.nm-4.     

基态^7Li2（X^1∑g^＋）分子的解析势能函数

利用分子反应静力学的原理,导出了7Li2分子X1Σ+g态的合理离解极限;使用HF、B3LYP、 B3P86、QCISD和QCISD(T)方法和D95、D95V、D95V(d,p)、D95V(3df,3pd)、6-311G、6-311G(d)、6-311G(d,p)、6-311G(3df,3pd)基组,对7Li2分子X1Σ+g态的平衡几何、谐振频率和离解能进行了优化计算,比较得出QCISD(T)/6-311G(3df,3pd)为最优方法/基组.在QCISD(T)/6-311G(3df,3pd)水平下,对7Li2分子X1Σ+g态进行了单点能扫描,并用正规方程组拟合出了其解析势能函数.根据拟合出的解析势能函数计算出了X1Σ+g态的光谱常数Be=0.656 cm-1,αe=0.006 cm-1和ωeχe=2.85 cm-1及二阶、三阶和四阶力常数f2=26.159 aJ·nm-2,f3=-533.479 aJ·nm-3和f4=5 688.5 aJ·nm-4.     

O(3 P)与C2H2反应机理的量子化学研究

用量子化学计算方法对O(^3P)与C2H2的反应进行了研究．在HF／6—311 G(d，p)，HF／6—311 G(3df，3pd)，MP2／6—311 G(d，p)和MP2／6—311 G(3df，3pd)计算水平上，优化了反应势能面上各驻点的几何结构．通过内禀反应坐标(IRC)计算和振动分析．对反应过渡态进行了确认，并确定了反应机理．     

CH3SH与HX(X=F,Cl,Br)间氢键复合物H3CHS…(H-X)n(n=1,2)的理论研究

对CH3SH与HX(X=F,Cl,Br)之间6种氢键复合物H3CHS…(H-X)n(n=1,2)的结构特征与本质进行了研究,在B3LYP/6-311++G**及MP2/6-311++G**水平得到了其二聚[H3CHS…H-X]及三聚[H3CHS…(H-X)2]氢键复合物的稳定构型.在MP2/6-311++G**水平下计算了经BSSE校正的复合物的结合能.在同类(二聚或三聚)复合物中,依F→Cl→Br的顺序,S…H键结合能减小,X-H键拉长程度逐渐增大,红移程度有减小的趋势.自然键轨道(NBO)分析表明,在6种复合物中,卤素原子的重杂化效应较小,存在着很强的n1(S)→σ*(H-X)及n2(S)→σ*(H-X)直接超共轭电子传递作用,使得σ*(X-H)的自然布居数增大,X-H键的电子密度减小,这些都是X-H键拉长和伸缩振动频率红移的因素.自然共振理论(NRT)计算和电子密度拓扑计算结果均表明X-H键被削弱,这和红外光谱计算的结论一致.     

乙烯酮自由基(HCCO)与臭氧(O3)反应势能剖面的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-311G**水平研究了基态乙烯酮自由基HCCO(2A″)与臭氧分子O3反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,并在此水平优化的几何构型基础上,使用CCSD(T)/6-311G**方法进行了单点能校正,另外,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法,对过渡态进行了验证.结果表明:乙烯酮自由基HCCO(2A″)与臭氧之间有很强的反应活性,按不同的反应通道生成不同的产物P1-P8,而产物P1-P6的反应活化能稍低,则产率相对较高,且均为放热反应.     

H与CF3O2自由基反应的理论研究

用从头算(ab initio)方法和密度泛函理论(DFT)对H与CF3O2自由基的反应进行了研究，在HF／6-31G。和B3LYP／6-31G基组水平上，对该反应过程中可能出现的中间体和过渡态的构型及能量进行了优化，并分析了反应过程中生成的产物，对各过渡态，利用内禀反应坐标IRC来进行验证，在B3LYP／6-31G构型优化的基础上，用B3LYP／6-311G和B3LYP／6-311 G计算了反应过程中各物种的总能量和相对能量，根据相对能量绘制的势能剖面图直观地反映了H CF3O2的反应机理，由势能面得出，反应生成CF3O和OH的历程最容易发生，这与实验事实是一致的.     

CH_xO(x=1,2)与NH_y(y=0,1,2)自由基反应机理的理论计算

采用MP2方法,在6-311G**和6-311++G**基组水平上优化CH2O、CHO分别与N、NH、NH2发生吸氢反应时的过渡态结构,通过振动分析,对过渡态结构进行确认;在此基础上,应用IRC理论分析了最小能量途径(MEP)上相互作用分子间化学键的变化;采用QCISD方法在6-311++G**基组水平下对各反应驻点进行单点能量校正,计算了反应活化位垒.研究表明所有反应均以协同方式进行,从反应物CH2O与N、NH、NH2到最终产物CO、NH3,反应均放热,产物渐趋稳定;6个反应中,链式反应(1)、(5)是最容易的反应途径.通过反应途径的量子拓扑分析,发现CH2O与N、NH、NH2反应化学键的断开与形成基本上都处于过渡态(S=0)附近,CHO与N、NH、NH2反应时,键的形成和断开在过渡态之后.