CH3O:n ilmakehäkemia: sen yksimolekyylinen reaktio ja reaktiot H2O:n, NH3:n ja HF:n kanssa – RSC Advances (RSC Publishing)

Olemme tutkineet vetyatomien siirtymisprosesseja CH3O:sta CH2OH:ksi ilman katalysaattoria ja vedellä, ammoniakilla ja fluorivetyhapolla katalysaattoreina ab initio -menetelmillä, tiheysfunktionaaliteorian (DFT) menetelmillä ja kanonisella variaationaalisella siirtymävaiheen teorialla, jossa on pienen kaarevuuden tunnelointi (CVT/SCT). Tässä yhteydessä olemme suorittaneet otsikon mukaisten reaktioiden vertailuestekorkeudet käyttäen W3X-L//CCSD(T)-F12a/VDZ-F12-menetelmiä. Olemme myös suorittaneet laskelmat MPW-tyypin, PBE-tyypin vaihdon, M05-tyypin, M06-tyypin funktionaalin ja yhdistettyjen teoreettisten mallikemian menetelmien, kuten CBS-QB3 ja G4, yhdistelmällä. Havaitsimme, että M05-2X/aug-cc-pVTZ-, mPW2PLYP/MG3S-, M05-2X/aug-cc-pVTZ- ja M06-2X/MG3S-menetelmät suoriutuvat paremmin eri funktionaaleilla, joiden merkitsemättömät virheet (UE:t) ovat 0,34, 0,02, 0,05 ja 0,75 kcal mol-1 sen yksimolekyyliselle reaktiolle ja reaktioille H2O:n, NH3:n ja HF:n kanssa. Lasketut tulokset osoittavat, että NH3:lla on voimakkain katalyyttinen rooli CH3O:n isomerisaatioreaktiossa CH2OH:ksi verrattuna H2O:hon ja HF:ään. Lisäksi lasketut nopeusvakiot osoittavat, että tunneloitumisen vaikutus kasvattaa CH3O:n unimolekulaarisen reaktion nopeusvakion 102-1012-kertaiseksi lämpötila-alueella 210-350 K. Lisäksi siirtymätilan variaatiovaikutukset ovat ilmeisiä CH3O + NH3:ssa. Lasketut tulokset osoittavat myös, että CH3O:n suora unimolekulaarinen reaktio CH2OH:ksi on hallitseva CH3O:n nielussa verrattuna CH3O + H2SO4-, CH3O + HCOOH-, CH3O + H2O-, CH3O + NH3- ja CH3O + HF-reaktioihin ilmakehässä. Nykyiset tulokset tarjoavat uuden näkemyksen katalyytteistä, jotka eivät vaikuta ainoastaan energiaesteisiin, vaan vaikuttavat myös tunnelointiin ja siirtymätilojen variaatiovaikutuksiin. Näillä tuloksilla pitäisi olla laajoja vaikutuksia laskennalliseen kemiaan ja ilmakehäkemiaan.

Jätä kommentti