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氢提取反应的价键方法研究
在量子化学中,价键方法和分子轨道方法是人们用来描述原子、分子、以及化学反应的两个并行的方法。但价键方法由于存在“N!”困难,所以它的发展远远落后于分子轨道理论方法。近十多年来,由于电子计算机技术的迅速发展,价键理论重新得到了人们的重视。现在人们已经可以对较少电子的体系进行从头算的价键方法研究。本文先简单介绍价键方法的发展,对不变式方法,以及建立在对不变式方法基础上的从头算价键程序XIAMEN99,然后对等同的氢提取反应X?+H-X’->X-H+X’?(这里X=X’=H,CH3,SiH3,GeH3,SnH3,PbH3)进行介绍。本文的重点是通过价键计算的结果来量化等同氢提取反应的反应参数,并使用这些参数建立价键态相关图,这样得到这些反应的能垒模型,即:表达式3.12;或3.13)。这些表达式说明过渡态的能垒的高度是和X-H键相关,具体的说就是和被激发的X―H键的单重态与三重态的能量差(DEST)或者键能(D)有关。从能垒的表达式可以看出,单重态与三重态的能量差(DEST)或者键能(D)越大能垒就越高。为了验证,能垒公式的正确性及应用范围,我们选择了二个其它的反应系列加以验证。一个是烷基自由基(X,X’为CH3,C2H5,i-C3H7,t-C4H9)的反应系列,一个是极化效应比较强的卤族元素(X=X’=F,Cl,Br,I)的反应系列。