大气中含硫瞬变物种的反应机理及电子密度拓扑研究

论文摘要

本论文的研究目的在于利用量子化学方法和电子密度拓扑分析方法研究分子体系的结构及性质,从而对反应过程中化学键的变化规律做出正确的描述和分析,为化学键理论的深入研究提供理论基础。本论文的研究内容分三部分:一部分是CH3SH与XO（Cl、Br）自由基的微观反应机理及反应过程中化学键变化的规律;一部分是CH3S自由基与三线态Ox（X=1,2,3）的微观反应机理及反应过程中化学键变化的规律,另一部分是CH3SO异构化反应的微观反应机理及反应过程中电子密度拓扑分析,以及它们与酸雨形成的关系,以期对酸雨形成的微观机理有更深入的研究,并为酸雨的消除提供理论依据。 随着现代工业技术的迅猛发展,生态环境的恶化引起了人们的越来越多的关注,大气污染问题更是这些年来环境问题的重中之重,而酸雨对生态系统造成的严重危害现已成为严重威胁世界环境的十大问题之一。由于含硫化合物不仅对酸雨的形成有贡献,所以含硫化合物引起了越来越多的科学家们的重视。CH3SH占大气中有机硫化合物的10%左右,也是1979年发现的星际物种之一;CH3S自由基是含硫化合物在大气中氧化过程的一个关键中间体,它们可以与大气中的某些物种反应产生酸雨形成主要来源的SO2。本文采用B3LYP/6-311G（d,p）以及电子密度拓扑分析方法研究了CH3S、CH3SH与一些物种的反应机理,采用B3LYP、CCSD（T）、QCISD、MP2方法,6-311G（d,p）基组研究了CH3SO同分异构体的异构化反应的微观反应机理。 全文共分六部分进行论述。 第一章介绍了近年来国内外对CH3S和CH3SH与其它物种的实验研究和理论研究的现状进行了综述。 第二章对量子化学基本原理与量子拓扑学理论的发展历史和研究现状进行了简单的回顾和介绍。量子化学的应用研究范围正在不断扩大,化学键和分子的电子结构仍然是量子化学研究的主要内容之一。近几年来,国际上应用量子拓扑学对化学键及化学反应机制的研究取得了很大的成就。 第三章和第四章分别研究CH3SH与XO（Cl、Br）自由基的反应机理及反应途径中化学键的变化。根据量子化学计算的到了反应的几个反应通道,电子密度拓扑分析讨论了反应途径中化学键的变化规律。 第五章对CH3S与三线态Ox（X=1,2,3）的反应机理进行了研究和讨论,找到了此反应体系七个生成SO2这一酸雨直接来源的反应通道,并利用电子密度拓扑分

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一章 综述
• 3SH与简单物种反应的研究现状'>第一节 CH₃SH与简单物种反应的研究现状
• 3S与O_X（X=1，2，3）反应的研究现状'>第二节 CH₃S与O_X（X=1，2，3）反应的研究现状
• 参考文献
• 第二章 量子化学基本原理和方法
• 第一节 量子化学的发展概况及现状
• 第二节 量子化学基本原理和计算方法
• 第三节 量子拓扑学基本理论
• 参考文献
• SH与ClO反应机理的量子化学及电子密度拓扑研究'>第三章 CH_SH与ClO反应机理的量子化学及电子密度拓扑研究
• 第一节 分子体系的构型优化和反应途径的确定
• 第二节 反应途径上化学键变化的电子密度拓扑分析
• 第三节 结论
• 参考文献
• 3SH与BrO反应机理的量子化学及电子密度拓扑研究'>第四章 CH₃SH与BrO反应机理的量子化学及电子密度拓扑研究
• 第一节 分子体系的构型优化和反应途径的确定
• 第二节 反应途径上化学键变化的电子密度拓扑分析
• 第三节 结论
• 参考文献
• 3S与三线态O_X（X=1，2，3）反应机理的量子化学和电子密度拓扑研究'>第五章 CH₃S与三线态O_X（X=1，2，3）反应机理的量子化学和电子密度拓扑研究
• 3S与三线态O的反应'>第一节 CH₃S与三线态O的反应
• 3S与三线态O₂及后继反应的研究'>第二节 CH₃S与三线态O₂及后继反应的研究
• 3S与三线态O₃及后继反应的研究'>第三节 CH₃S与三线态O₃及后继反应的研究
• 第四节 结论
• 参考文献
• 3SO同分异构体及其异构化反应的量子化学和电子密度拓扑研究'>第六章 CH₃SO同分异构体及其异构化反应的量子化学和电子密度拓扑研究
• 第一节 各异构体、过渡态的优化和反应途径的确定
• 第二节 各异构化反应途径上化学键变化的电子密度拓扑分析
• 第三节 结论
• 参考文献
• 致谢