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F~-+CH_3Cl→CH_3F+Cl~-反应过程中的分子形貌变化
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]辽宁中医药大学药学院,辽宁大连116600, [2]辽宁师范大学化学化工学院,辽宁大连116029
  • 相关基金:The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(21133005,21073080,21011120087,20703022)~~
中文摘要:

双分子亲核(SN2)反应是重要的基本有机反应之一,其中电子从亲核基团向离去基团的转移发挥着关键作用.利用从头计算方法CCSD(T)/aug-cc-pVDZ和我们发展的分子形貌理论,对反应F-+CH3Cl→CH3F+Cl-进行了研究,给出了反应过程中分子形状和电子转移的动态变化图像.结果表明,沿内禀反应坐标,从反应开始到生成反应前复合物,亲核试剂F-的分子内禀特征轮廓在缓慢收缩,而其上的电子密度在缓慢增大.此后,F的轮廓迅速膨胀,电子密度急剧下降,尤其是从过渡态到产物复合物的过程中.而在反应过程中,离去基团Cl的轮廓一直在收缩,其上的电子密度一直在增大.对反应过程中电子所受到作用势的研究表明,随着反应的进行,电子在F与C间受到的作用势逐渐降低,而在C与Cl间受到的作用势逐渐升高,清楚地展现反应过程中F与C间化学键生成和C与Cl间化学键断裂的动态过程.

英文摘要:

Bimolecular nucleophilic substitution(S N 2)reactions are among the fundamental organic reactions,in which electron transfer from the nucleophilic group to the leaving group plays an essential role.We use a high-level ab initio CCSD(T)/aug-cc-pVDZ method in conjunction with our previously-developed molecular face(MF)theory,to investigate the S N 2 reaction F-+CH 3 Cl→CH 3 F+Cl-.Dynamic representations of molecular shape evolution and electron transfer features throughout the reaction are vividly presented.It is found that along the intrinsic reaction coordinate(IRC),from the beginning of the reaction to the prereaction complex,the molecular intrinsic characteristic contour(MICC)of the nucleophile(F-)contracts slowly,while the electron density on the MICC increases slowly.The MICC of F then expands quickly,and the electron density decreases sharply,especially from the transition state to the product complex.However,for the leaving group(Cl),the MICC contracts,and the electron density increases all along the reaction.Investigations of the potential acting on an electron in a molecule(PAEM)show that,as the reaction progresses,the PAEM gradually decreases between fluorine and carbon,while it gradually increases between carbon and chlorine.This study enhances our understanding of the dynamic processes of bond-forming between F and C atoms and bond-breaking between C and Cl atoms.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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