几种碱土金属与卤代物反应的动力学性质研究

摘要

本文主要利用两种理论计算方法对化学反应体系进行研究。第一部分,运用准经典轨线法计算反应体系Ca+CF3Br,Sr+CF3I,Ba+C6H5Br,Ba+m-C6H4BrCH3,Ba+C6H5Cl和Ba+m-C8H4ClCH3的振动分布、反应截面以及产物转动取向等动力学性质。对于碱土金属原子与卤代烷烃之间的反应Ca+-CF3Br、Sr+CF3I来说,其振动分布结果均随着振动量子数的增加而先增加后减小,总体呈现类似钟形的变化形态。反应体系Ca+CF3Br的London-Eyting-Polanyi-Sato(LEPS)势能面上存在的势阱导致其反应截面值随碰撞能的增加而减小;反应体系Sr+CF3I的LEPS势能面上存在的势垒则导致其反应截面值随碰撞能的增加而变大。这两个反应体系的产物转动取向结果均随着碰撞能的增加而下降。对于碱土金属原子与卤代苯及卤代甲苯之间的反应Ba+C6H5Br,Ba+m-C6H4BrCH3,Ba+C6H5CI和Ba+m-C6H4ClCH3而言,它们的振动分布结果均随着振动量子数的增加而减小,形态近似于反比关系。这四个反应体系的反应截面值总体上均随着碰撞能的增加而逐渐增加。反应体系Ba+C6H5Br和Ba+m-C6H4BrCH3的产物转动取向结果随着碰撞能的增加而先增加后减小,反应体系Ba+C6H5Cl的产物转动取向结果随碰撞能的增加而减小,反应体系Ba+m-C6H4ClCH3的产物转动取向结果则随碰撞能的增加而先减小后增加。本文中所得各体系的振动分布结果均与相应实验结果一致。通过对这些结果的分析,本文对这六个反应体系的反应机理进行了讨论,得到一些规律性结论,并对一些理论计算结果之间的差别做了解释。
　　 第二部分,运用Gaussian03软件、RRKM理论和Yao-Lin(YL)方法对反应体系CH3OCH2+02→CH3OCH2OOTS1→CH2OCH2OOHTS2→OH4+2CH2O中两个单分子反应过程的速率常数进行了计算,并讨论了它们的非谐振效应。结果显示,随着温度或能量的增加,它们的非谐振效应越来越明显,不可忽略。