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·OH自由基与CH3CN反应机理及动力学
  • 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] O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学化学物理系,合肥230026, [2]安徽农业大学理学院,合肥230036
  • 相关基金:国家自然科学基金(20473078)资助.
中文摘要:

在CBS-QB3水平上研究了CH3CN和·OH反应的势能面,其中包括两个中间体和9个反应过渡态.分别给出了各主要物质的稳定构型、相对能量及各反应路径的能垒.根据计算的CBS-QB3势能面,探讨了CH3CN+·OH反应机理.计算结果表明,生成产物P1(·CH2CN+H2O)的反应路径在整个反应体系中占主要地位.运用过渡态理论对产物通道P1(·CH2CN+H2O)的速率常数k1(cm3·molecule-1·s^-1)进行了计算.预测了k1(cm3·molecule-1·s^-1)在250-3000K温度范围内的速率常数表达式为k1(250-3000K)=2.06×10-20T3.045exp(-780.00/T).通过与已有的实验值进行对比得出,在实验所测定的250-320K范围内,计算得到的k1的数值与已有的实验值比较吻合.由初始反应物生成产物P1(·CH2CN+H2O)只需要克服一个14.2kJ·mol^-1的能垒.而产物·CH2CN+H2O生成后要重新回到初始反应物CH3CN+·OH,则需要克服一个高达111.2kJ·mol^-1的能垒,这就表明一旦产物P1生成后就很难再回到初始反应物.

英文摘要:

The complex potential energy surface for the reaction of "OH radical with CH3CN, including 2 intermediate complexes, 9 transition states, was theoretically probed at the CBS-QB3 level. The geometries and relative energies for various stationary points were determined. Based on the calculated CBS-QB3 potential energy surface, the possible reaction mechanism of ·OH+CH3CN was proposed. The calculated results demonstrated that the formation of P1 (·CH2CN+H2O) was the dominant reaction channel. The rate constant (k1, cm^3·molecule^-1- s^-1) of P1 was calculated by TS theory. Over the temperature range 250-3000 K, we predicted that the expression of k1 was k1 (250-3000 K)=2.06×10^20T^3.045exp(-780.00/T). By comparing with the obtained experimental values it was shown that the values of k1 were in good agreement with the experimental results over the temperature range 250-320 K. The calculated results indicated the formation of P1 (CH3CN+·OH) only needed a barrier of 14.2 kJ·mol^-1. While the products·CH2CN+H2O retrograded to the reactants CH3CN+·OH, an energy barrier of 111.2 kJ·mol^-1 was required. These results suggested that the backward direction for the pathway of formation product P1 would be difficult in the ground electronic state.

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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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