Khảo sát phản ứng NO + NH2 bằng phương pháp tính DFT. B3TYP

Đề tài do các tác giả Nguyễn Hữu Thọ, Lâm Ngọc Thiềm (Khoa Hóa học – Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội) thực hiện. Sự tương tác của NO và NH2 là một phản ứng quan trọng, làm giảm lượng khí NO thải vào không khí.

Trên cơ sở các cấu trúc đã tối ưu, các tác giả dùng thuật toán QST2, QST3 định vị các cấu trúc trạng thái chuyển tiếp. Tiếp tục thực hiện tính IRC cho các trạng thái chuyển tiếp, sau đó dùng phương pháp  tối ưu cấu trúc sản phẩm điểm dừng lân cận chất tham gia và sản phẩm dọc theo IRC để kiểm tra sự hình thành sản phẩm hai phía của trạng thái chuyển tiếp. Các sản phẩm này gọi là cấu trúc trung gian nếu phản ứng chưa kết thúc trong cả hai phản ứng đều tạo thành chất trung gian bền trước khi đến trạng thái chuyển tiếp (TSa và TSb). Cuối cùng, để xây dựng đường phản ứng và tính một số đại lượng nhiệt động của trạng thái chuyển tiếp, các đại lượng động học của phản ứng, đề tài sử dụng phương pháp tính DFT. B3TYP với bộ hàm cơ sở 6-311+G (3df,2p) trong phần mềm Gaussian phiên bản 2003.

Từ chất trung gian bền theo 2 hướng phản ứng tạo ra 2 loại sản phẩm. Với sản phẩm thứ nhất, trạng thái chuyển tiếp TSa có cấu trúc phẳng, độ dài liên kết N - N giảm so với chất trung gian bền. Tại điểm dừng cuối cùng của đường IRC, liên kết H¹- O được hình thành, các liên kết N₂-H¹ và N₁ –O bị cắt đứt tạo thành sản phẩm N₂ H và HO. Với sản phẩm thứ 2 – là các trạng thái chuyển tiếp TSb có cấu trúc phẳng, độ dài liên kết N₁ – N₂ giảm rất mạnh. Tại điểm dừng thấp nhất trên đường dốc thế năng, liên kết H₂ – N₁ bị cắt đứt, nguyên tử H₂ di chuyển tạo liên kết H₂–O, liên kết H¹-O cũng được hình thành đồng thời các liên kết N¹–H¹ và N²-O bị đứt tạo sản phẩm H₂O và N₂.
Từ các kết quả tính toán cho thấy, hai phản ứng có hàng rào năng lượng như nhau nhưng tốc độ tạo thành sản phẩm N² + H₂O nhanh hơn so với tốc độ tạo thành sản phẩm N₂H + H₂O.

BH (Theo Tạp chí Hóa học & Ứng dụng, số1/08)