团簇Fe4P异构化反应的理论研究

作者:侯欠欠; 方志刚*; 许友; 郑新喜
来源:化学研究, 2022, 33(01): 54-61.
DOI:10.14002/j.hxya.2022.01.008

摘要

采用B3LYP泛函以及程序内置的LANL2DZ基组并结合拓扑学原理,运用Gaussian 09程序对团簇Fe4P的16种初始构型进行优化,得到8种优化构型。依据过渡态理论,从化学热力学和动力学方面对团簇Fe4P的异构化反应进行研究,结果表明:二重态构型的稳定性最大且自旋多重度会影响团簇Fe4P异构化转化的反应程度;对于异构化反应4((4))→3((4)),其活化能最小,正向反应速率最大,反应程度最小,而异构化反应3((4))→2((2))则与之相反,其反应程度最大,但由于正逆反应的速率极小,因而该反应最不易发生。此外,通过探究已知团簇Fe4P中4种异构化反应的lnK与ΔE的线性方程:lnK=0.403 3ΔE+0.022 79,以及结合范特霍夫方程、吉布斯自由能定义式两种方式,可预测具有不同能量差或不同温度下的构型进行转化的反应程度,以满足实际操作所需的条件。

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