異氰酸與小自由基反應機理及電子密度拓撲研究.pdf

1、該論文的研究目的在于利用量子化學方法和電子密度拓撲分析方法研究分子體系的結構及性質,從而對反應過程中化學鍵的變化規(guī)律做出正確的描述和分析,為化學鍵理論的深入研究提供理論基礎.該文的主要研究對象為HNCO與O、F、Cl原子的反應機理.生態(tài)環(huán)境的惡化引起了人們的越來越多的關注,大氣污染問題更是這些年來環(huán)境問題的重中之重.對大氣分子中小分子的反應機理的研究越來越受到人們的重視.異氰酸(HNCO)是三聚氰酸熱分解的一種主要產物,此物質對氮氧化合

2、物的消除起著重要的作用,它能從燃燒的廢氣中迅速除去有毒的NO<,x>化合物,同時它也是得到NH自由基的有效試劑<'[7]>,高能燃料的燃燒也涉及到異氰酸,因此,在涉及N原子的燃燒化學中起著非常重要作用<'[7]>,所以研究這些反應的反應機理就成為化學家們研究的重點.該文采用了B3LYP、MP2等方法,6-31 1G(d,p)基組和電子密度拓撲分析方法研究了異氰酸與O、F、Cl等小自由基反應的微觀機理.該論文的第二章是對量子化學基本原理與

3、量子拓撲學理論的發(fā)展歷史和研究現狀進行了簡單的回顧和介紹.量子化學的應用研究范圍正在不斷擴大,化學鍵和分子的電子結構仍然是量子化學研究的主要內容之一.近幾年來,國際上應用量子拓撲學對化學鍵及化學反應機制的研究取得了很大的成就.該論文第三章對O自由基與HNCO反應的微觀機理進行了研究和討論,找到了這個反應過程中的四個反應通道,并利用電子密度拓撲分析方法討論了反應途徑中化學鍵的變化規(guī)律.該文在第四章和第五章分別研究了HNCO與X(X=F、C

4、l)原子的反應機理及反應途徑中化學鍵的變化.根據量子化學計算得到了反應的幾個反應通道,電子密度拓撲分析討論了反應途徑中的化學鍵的變化過程.該論文的創(chuàng)新之處:1、采用三種方法B3LYP、MP2和QCISD進行了各個駐點的能量計算,計算結果表明三種方法計算的能量值只是相對的有些差異,并沒有導致能級順序的交錯,說明這三種方法對此自由基反應機理的研究都是適合的.B3LYP可以定性的對此反應進行研究,而MP2對能量計算能夠給出和QCISD非常接近

5、的結果.所以MP2方法可以用于此類反應的研究2、對HNCO與O原子的反應,找到了四個可能反應通道,分別是:O(<'3>P)原子分別進攻HNCO分子中的H、N、C及O三種原子生成了8種反應產物.對四個反應通道各個駐點進行能量及反應勢壘計算,由分析可知反應通道(1)為此自由基反應得主要反應通道.3、對于HNCO與F、Cl的反應,找到了相應的反應通道,并對其反應機理進行了詳細的討論.4、對幾個反應的所有的反應通道進行了詳細的電子密度拓撲分析,