A CH3O légköri kémiája: egymolekuláris reakciója és reakciói H2O-val, NH3-mal és HF-fel – RSC Advances (RSC Publishing)

A CH3O katalizátor nélküli, valamint vízzel, ammóniával és fluorsavval katalizátorként végzett hidrogénatom-átadási folyamatait vizsgáltuk ab initio módszerekkel, sűrűségfunkcionál-elmélet (DFT) módszerekkel és kánonikus variációs átmeneti állapotelmélettel kis görbületű alagutasítással (CVT/SCT). A következőkben W3X-L//CCSD(T)-F12a/VDZ-F12 módszerekkel végeztük el a címben szereplő reakciók viszonyítási gátmagasságait. Elvégeztük továbbá az MPW-típusú, PBE-típusú csere, M05-típusú, M06-típusú funkcionál és összetett elméleti modellkémiai módszerek, mint a CBS-QB3 és G4 kombinációjának számításait. Azt találtuk, hogy az M05-2X/aug-cc-pVTZ, mPW2PLYP/MG3S, M05-2X/aug-cc-pVTZ és M06-2X/MG3S módszerek jobban teljesítenek a különböző funkcionáloknál, az előjel nélküli hibák (UE) 0,34, 0,02, 0,05 és 0,75 kcal mol-1 az egymolekuláris reakciójára és a H2O-val, NH3-mal és HF-fel való reakcióira. A számított eredmények azt mutatják, hogy az NH3 a legerősebb katalitikus szerepet a CH3O CH2OH-ra történő izomerizációs reakciójában tölti be, összehasonlítva a H2O-val és a HF-fel. Emellett a számított sebességállandók azt mutatják, hogy az alagutas hatás 102-1012-szeresére növeli a CH3O egymolekuláris reakciójának sebességállandóját a 210-350 K hőmérséklet-tartományban. Továbbá az átmeneti állapot variációs hatásai nyilvánvalóak a CH3O + NH3 esetében. A számított eredmények azt is mutatják, hogy a CH3O közvetlen egymolekuláris reakciója CH2OH-ra dominál a CH3O süllyesztésében, összehasonlítva a CH3O + H2SO4, CH3O + HCOOH, CH3O + H2O, CH3O + NH3 és CH3O + HF reakciókkal a légkörben. A jelen eredmények új betekintést nyújtanak a katalizátorokba, amelyek nem csak az energiahatárokat befolyásolják, hanem hatással vannak az alagutazásra és az átmeneti állapotok variációs hatásaira is. A jelen eredményeknek széleskörű következményei lehetnek a számításos kémiában és a légköri kémiában.

Szólj hozzá!