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几类重要化学反应的机理及动力学性质的理论研究论

刘红霞  
【摘要】: 对化学反应微观过程的研究直接关系到化学在人类生存环境保护和日常生活中的各种应用。从理论上探讨化学反应的过程、机理和性质是理论化学研究中的最根本任务之一。由于化学反应涉及的领域十分广泛,本文着重采用精确的量子化学和分子反应动力学方法研究了与环境污染治理过程相关的化学反应的微观机理。主要研究结果如下: (1)采用B3LYP和MP2低水平方法以及BMC-CCSD和MC-QCISD单点校正方法,研究了燃烧化学中甲基肼(CH3NHNH2)与OH自由基反应的微观过程,并利用变分过渡态理论结合小曲率隧道效应校正的方法计算了反应的速率常数;同时研究了主产物自由基与OH自由基反应的势能面,预测其进一步异构化和解离通道及可能的产物。 (2)分别在BMC-CCSD//B3LYP和MCG3/3//B3LYP水平下系统地研究了CH3OCF3及CH3CHCH2与O(1D)反应的机理,给出反应的最终产物和最佳反应路径。结果表明,O(1D)首先无能垒地插入到反应物分子的化学键中,形成富能中间体,然后这些中间体可发生进一步的异构化和解离反应。在此基础上结合反应势能面并应用主方程方法计算了可行反应通道的速率常数,获得了在不同压力和温度条件下总反应速率常数及产物的分支比。 (3)在B3LYP和BMC-CCSD单点水平下,详细研究了CH2CO + 3CH2反应体系,给出了反应物、产物、中间体和过渡态的结构和能量,构建了详细的反应势能面信息,讨论了可能的反应通道和反应机理,并利用变分过渡态理论和主方程方法对该反应进行了速率常数的计算,获得了在不同压力和温度条件下产物的分布情况以及反应速率常数。


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