Atmosfærisk kemi af CH3O: dens unimolekylære reaktion og reaktioner med H2O, NH3 og HF – RSC Advances (RSC Publishing)

Vi har undersøgt hydrogenatomoverførselsprocesserne fra CH3O til CH2OH uden katalysator og med vand, ammoniak og flussyre som katalysatorer ved hjælp af ab initio-metoder, tæthedsfunktionelle teorimetoder (DFT) og canonical variational transition state theory with small curvature tunneling (CVT/SCT). Heri har vi udført benchmark-barrierehøjder for titelreaktionerne ved hjælp af W3X-L//CCSD(T)-F12a/VDZ-F12-metoder. Vi har også udført beregninger af kombinationen af MPW-type, PBE-type udveksling, M05-type, M06-type funktionelle og sammensatte teoretiske modelkemimetoder såsom CBS-QB3 og G4. Vi fandt, at M05-2X/aug-cc-pVTZ, mPW2PLYP/MG3S, M05-2X/aug-cc-pVTZ og M06-2X/MG3S metoderne udføres bedre i forskellige funktionaler med usignerede fejl (UE’er) på 0,34, 0,02, 0,05 og 0,75 kcal mol-1 for henholdsvis dens unimolekylære reaktion og reaktioner med H2O, NH3 og HF. De beregnede resultater viser, at NH3 udøver den stærkeste katalytiske rolle i isomeriseringsreaktionen af CH3O til CH2OH, sammenlignet med H2O og HF. Desuden viser de beregnede hastighedskonstanter, at virkningen af tunnelering øger hastighedskonstanten for den unimolekylære reaktion af CH3O med 102-1012 gange i temperaturområdet 210-350 K. Desuden er de variationelle virkninger af overgangstilstanden indlysende i CH3O + NH3. De beregnede resultater viser også, at den direkte unimolekylære reaktion af CH3O til CH2OH er dominerende i CH3O-sænkningen, sammenlignet med CH3O + H2SO4, CH3O + HCOOH, CH3O + H2O, CH3O + NH3 og CH3O + HF-reaktionerne i atmosfæren. De foreliggende resultater giver en ny indsigt i katalysatorer, der ikke kun påvirker energibarriererne, men også har indflydelse på tunneling og variationsvirkninger af overgangstilstande. De nuværende resultater bør have brede implikationer inden for beregningskemi og atmosfærekemi.

Skriv en kommentar