研究型计算化学实验改革与实施

发布时间：2021-07-20 23:02

　　针对目前的计算化学实验进行改革,在不知晓实验结果的前提下,通过学生自主查阅文献,设计机理,计算验证,数据分析,并得出结论,从而充分发挥学生的主观能动性和创新性,使其将所学的理论知识加以综合运用来解决实际问题。该实验是为拔尖班学生独立开设的课程,有助于本科研究型人才的培养。 

【文章来源】：大学化学. 2020,35(09)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

苯炔的生成以及分子内或分子间的trapping反应机理示意图

三炔类反应物分子的四种不同异构体

如图3为图1反应机理中首步炔烃发生[4+2]HDDA反应时反应物、过渡态和对应中间体在B3LYP/6-31G(d,p)下气相优化后的分子结构模型[3,5]。如图3所示，[4+2]反应时，反应物分子中C1和C3以及C2和C4之间将分别成键，所以在设置相应过渡态结构时，首先应将-C1≡C2-碳链通过单键旋转与将成键的碳链在同一方向，随后调节C1―C3和C2―C4的距离，该距离应比反应物时短，但比对应中间体中的长，同时炔基键将适当拉长；除此以外，[4+2]中6个碳原子通过调节键角的方式使它们形成近似环状的结构。将上述结构模型优化计算可得到过渡态。在优化得到的过渡态结构中，C1―C3之间的距离从反应物时分离的状态缩短至0.170 nm，但还没有完全生成对应中间体时的单双键结构(单双键的键长大约为0.140 nm)。同时三个炔基的长度从反应物时的0.121、0.122和0.122 nm伸长至过渡态时的0.126、0.128和0.123 nm，但同样没有拉长至中间体时的单双键。另外，过渡态中，[4+2]的6个碳原子已可看出将形成六元环的结构。通过上述对过渡态结构的设置并计算以及与稳态分子结构的比较分析，有助于培养学生将已学专业基础知识进行灵活实际应用的能力，同时使学生更能切身体会并进一步加深对物理化学难点、重点知识——过渡态的认识和理解。3.3 热力学和动力学的角度探究合理的反应机理


本文编号：3293776