Nghiên cứu cơ chế phản ứng của gốc etinyl (C2H) với phân tử silan (SiH4 )

Các cơ chế phản ứng của gốc etinyl (C2 H) với phân tử silan (SiH4) được nghiên cứu bằng phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT) B3LYP với bộ hàm cơ sở 6-311++G(d,p) và 6-311++G(3df,2p). Từ đó thiết lập được bề mặt thế năng của hệ phản ứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu cơ chế phản ứng của gốc etinyl (C2H) với phân tử silan (SiH4 )LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Nghiên cứu cơ chế phản ứng của gốc etinyl (C2H) với phân tử silan (SiH4) Study mechanism on the reaction of ethynyl radical (C2H) with silane molecular (SiH4) Vũ Hoàng Phương, Lê Văn Thủy Email: hphuong_hp@yahoo.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 24/9/2018 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 19/12/2018 Ngày chấp nhận đăng: 27/12/2018Tóm tắtCác cơ chế phản ứng của gốc etinyl (C2H) với phân tử silan (SiH4) được nghiên cứu bằng phương phápphiếm hàm mật độ (DFT) B3LYP với bộ hàm cơ sở 6-311++G(d,p) và 6-311++G(3df,2p). Từ đó thiết lậpđược bề mặt thế năng của hệ phản ứng. Kết quả tính toán cho thấy sản phẩm của phản ứng có thể là:SiH3 + C2H2, HCCSiH3 + H, C2H4 + SiH, HHCCSiH2 + H, HSiCHCH2 + H, SiCH2 + CH3, SiCH2CH2 + H,SiCHCH3 + H, SiH3 + HHCC. Tuy nhiên, sự hình thành SiH3 + C2H2, C2H4 + SiH là thuận lợi nhất. Nghiêncứu này là một đóng góp cho sự hiểu biết về các cơ chế phản ứng của gốc etinyl với nhiều gốc tự dovà phân tử nhỏ trong khí quyển và sự đốt cháy.Từ khóa: Cơ chế phản ứng; thuyết phiếm hàm mật độ (DFT); gốc etinyl; silan.AbstractThe reaction mechanism of the ethynyl radical and silane has been studied by the Density FunctionalTheory (DFT) using the B3LYP functional in conjunction with the 6-311++G(d,p) and 6-311++G(3df,2p)basis sets. The potential energy surface (PES) for the C2H+SiH4 system was also established. Calculatedresults indicate that products of this reaction can be: SiH3 + C2H2, HCCSiH3 + H, C2H4 + SiH, HHCCSiH2 +H, HSiCHCH2 + H, SiCH2 + CH3, SiCH2CH2 + H, SiCHCH3 + H, SiH3 + HHCC . However, the formation ofSiH3 + C2H2 and C2H4 + SiH is the most favorable. This study is a contribution to the understanding of thereaction mechanisms of the ethynyl radical with many small radicals and molecules in the atmosphereand combustion chemistry.Keywords: Reaction mechanism; density functional theory (DFT); ethynyl radical; silane.1. GIỚI THIỆU CHUNG quá trình oxi hóa hidrocacbon thiếu oxi, trong một vài quá trình tổng hợp sản phẩm hữu cơ [1, 2].Hiện nay, việc tạo ra các gốc tự do hay các hợpchất hoạt động hóa học cao, kiểm soát tính chất Gốc etinyl được xác định là có liên quan đến cáccũng như xem xét ảnh hưởng của chúng trong phản ứng cháy của các nhiên liệu hữu cơ, quábầu khí quyển và sự cháy vẫn luôn luôn là chủ đề trình cracking nhiệt hoặc cracking xúc tác. Nóthu hút sự quan tâm tại nhiều trung tâm nghiên được sinh ra khi các phân tử chất hữu cơ, đặccứu trên thế giới. Gốc tự do là những nguyên tử biệt là hidrocacbon bị phân cắt thành nhiều phầnhay nhóm nguyên tử có chứa electron độc thân tử nhỏ do tác dụng của chất oxi hóa và nhiệt độ.và có khả năng phản ứng cao. Một trong những Mặc dù gốc etinyl chỉ tồn tại trong khoảng thờigốc tự do được đặc biệt quan tâm đó là gốc etinyl ngắn, nhưng lại đóng vai trò then chốt trong sự(C2H). Etinyl được sinh ra ở nhiều quá trình tự hình thành polyaxetilen và một số hợp chất thơm.nhiên và nhân tạo, bao gồm khoảng không gian Cụ thể C2H tác dụng với axetilen (C2H2) tạo thànhgiữa các vì sao, trong khí quyển của những hành phân tử C4H2, gốc C4H3. Trong chuỗi phản ứng vớitinh giàu hidrocacbon như hành tinh Titan hay các phân tử C2H2, người ta thu được polyaxetilen,trong các quá trình đốt cháy nhiên liệu hữu cơ, hoặc với một phân tử C2H2 nữa sẽ thu được benzen (C6H6), gốc phenyl (C6H5). Tiếp theo làNgười phản biện: 1. PGS.TS. Ngô Sỹ Lương các hợp chất thơm, các gốc thơm khác. Các phân 2. TS. Hoàng Thị Hòa tử và gốc thơm này được dùng như những chất Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 75 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC nền để tổng hợp các polime chứa vòng thơm - Dùng phương pháp HF để khảo sát sơ bộ cấu (PAHs) [3]. ...