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

Tóm tắt Các cơ chế phản ứng của gốc etinyl (C2H) 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. Kết quả tính toán cho thấy sản phẩm của phản ứng có thể là: SiH 3 + C2H2, HCCSiH3 + H, C2H4 + SiH, HHCCSiH2 + H, HSiCHCH2 + H, SiCH2 + CH3, SiCH2CH2 + H, SiCHCH 3 + H, SiH3 + HHCC. Tuy nhiên, sự hình thành SiH3 + C2H2, C2H4 + SiH là thuận lợi nhất. Nghiên cứu này là một đóng góp cho sự hiểu biết về các cơ chế phản ứng của gốc etinyl với nhiều gốc tự do và phân tử nhỏ trong khí quyển và sự đốt cháy.

pdf7 trang | Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 400 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu cơ chế phản ứng của gốc etinyl (C2H) với phân tử silan (SiH4), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 75 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: 27/12/2018 Tóm tắt Các cơ chế phản ứng của gốc etinyl (C2H) 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. 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. Nghiên cứu này là một đóng góp cho sự hiểu biết về các cơ chế phản ứng của gốc etinyl với nhiều gốc tự do và 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. Abstract The reaction mechanism of the ethynyl radical and silane has been studied by the Density Functional Theory (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. Calculated results 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 of SiH3 + C2H2 and C2H4 + SiH is the most favorable. This study is a contribution to the understanding of the reaction mechanisms of the ethynyl radical with many small radicals and molecules in the atmosphere and combustion chemistry. Keywords: Reaction mechanism; density functional theory (DFT); ethynyl radical; silane. Người phản biện: 1. PGS.TS. Ngô Sỹ Lương 2. TS. Hoàng Thị Hòa 1. GIỚI THIỆU CHUNG Hiện nay, việc tạo ra các gốc tự do hay các hợp chất hoạt động hóa học cao, kiểm soát tính chất cũng như xem xét ảnh hưởng của chúng trong bầu khí quyển và sự cháy vẫn luôn luôn là chủ đề thu hút sự quan tâm tại nhiều trung tâm nghiên cứu trên thế giới. Gốc tự do là những nguyên tử hay nhóm nguyên tử có chứa electron độc thân và có khả năng phản ứng cao. Một trong những gốc tự do được đặc biệt quan tâm đó là gốc etinyl (C2H). Etinyl được sinh ra ở nhiều quá trình tự nhiên và nhân tạo, bao gồm khoảng không gian giữa các vì sao, trong khí quyển của những hành tinh giàu hidrocacbon như hành tinh Titan hay trong các quá trình đốt cháy nhiên liệu hữu cơ, quá trình oxi hóa hidrocacbon thiếu oxi, trong một vài quá trình tổng hợp sản phẩm hữu cơ [1, 2]. Gốc etinyl được xác định là có liên quan đến các phản ứng cháy của các nhiên liệu hữu cơ, quá trình cracking nhiệt hoặc cracking xúc tác. Nó được sinh ra khi các phân tử chất hữu cơ, đặc biệt là hidrocacbon bị phân cắt thành nhiều phần tử nhỏ do tác dụng của chất oxi hóa và nhiệt độ. Mặc dù gốc etinyl chỉ tồn tại trong khoảng thời ngắn, nhưng lại đóng vai trò then chốt trong sự hình thành polyaxetilen và một số hợp chất thơm. Cụ thể C2H tác dụng với axetilen (C2H2) tạo thành phân tử C4H2, gốc C4H3. Trong chuỗi phản ứng với các phân tử C2H2, người ta thu được polyaxetilen, hoặc với một phân tử C2H2 nữa sẽ thu được benzen (C6H6), gốc phenyl (C6H5). Tiếp theo là các hợp chất thơm, các gốc thơm khác. Các phân tử và gốc thơm này được dùng như những chất 76 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 nền để tổng hợp các polime chứa vòng thơm (PAHs) [3]. Về cấu tạo, C2H có một obitan chứa một electron độc thân trên nguyên tử cacbon ở phía ngoài, trong khi các obitan còn lại đã lấp đầy electron, thêm nữa liên kết C – C là liên kết ba (chứa hai liên kết π kém bền), các nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp. Chính vì vậy, khả năng phản ứng của gốc etinyl rất cao. Trong gốc etinyl có hai trung tâm phản ứng chính: nguyên tử C chứa electron chưa ghép đôi và hệ liên kết π. Nên các tác nhân dễ dàng tấn công vào hai trung tâm phản ứng này. C2H tồn tại trong khí quyển của những hành tinh giàu hidrocacbon như hành tinh Titan, trong khoảng không gian, trong đám mây tối đen giữa các vì sao. Đây là những môi trường đặc biệt có nhiệt độ rất thấp và áp suất cực kì thấp. Trong môi trường nhiệt độ thấp, hàng rào năng lượng thường là yếu tố ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng. Đối với những phản ứng không có rào cản (năng lượng hoạt hóa rất thấp), các phản ứng của C2H có thuận lợi hơn nhiều so với các phản ứng thông thường có hàng rào năng lượng đáng kể. Phản ứng của gốc etinyl (C2H) với một số chất như axetilen (C2H2) [4], CH4, C2H6, C3H8, C2H4, và C3H6 [5], hidro (H2) [1, 6], amoniac (NH3) [7], các hidrohalogenua (HX) [8] đã được nhiều công trình nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm. Tuy nhiên, chưa có công trình nào nghiên cứu lý thuyết phản ứng của gốc etinyl (C2H) với silan (SiH4). Bên cạnh đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như vi điện tử, chất ổn định cho vật liệu composit, sản suất pin mặt trời..., silan (SiH4) là một chất khí có tính độc hại, dễ bắt cháy trong không khí và nước nên thực tế hoàn toàn có thể xảy ra phản ứng giữa C2H và SiH4. Chính vì vậy, trong báo cáo này chúng tôi lựa chọn nghiên cứu phản ứng giữa gốc C2H và phân tử SiH4. Hi vọng kết quả tính toán thu được sẽ cung cấp dữ kiện đầu vào cho những nghiên cứu lí thuyết sâu hơn và làm tài liệu tham khảo cho các nhà hóa học thực nghiệm. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối với hệ nghiên cứu là phản ứng của gốc etinyl và phân tử silan thì các nội dung cần khảo sát bao gồm: - Từ cấu trúc của các chất phản ứng (RA), phân tích các khả năng mà phản ứng có thể xảy ra. - Tối ưu hóa cấu trúc các chất phản ứng (RA), trung gian (IS), trạng thái chuyển tiếp (TS), các sản phẩm tạo thành (P). - Dùng phương pháp HF để khảo sát sơ bộ cấu trúc các TS, IS, sau đó làm chính xác hơn bằng phương pháp B3LYP/6-311++G(3df,2p), tính năng lượng điểm đơn của các cấu tử và tính các thông số nhiệt động của chúng. - Thiết lập bề mặt thế năng đầy đủ dựa trên năng lượng tương quan. - Giải thích cơ chế của phản ứng, xác định đường phản ứng ưu tiên và các sản phẩm dễ hình thành nhất. Trên cơ sở các nội dung cần nghiên cứu ở trên, lựa chọn phương pháp, phần mềm tính toán hóa học lượng tử phù hợp nhất cho các đối tượng nghiên cứu. Về phần mềm tính toán, sử dụng Gaussian 09 [9] kết hợp các phần mềm hỗ trợ như: Gaussview, Chemcraft... Với phương pháp hóa học lượng tử, dùng thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) B3LYP với bộ hàm cơ sở 6-311++G(d,p) và 6-311++G(3df, 2p). 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Dự đoán cơ chế phản ứng Dựa vào cấu tạo tạo hóa học của gốc etinyl và phân tử silan (Phân tử SiH4 có cấu tạo tứ diện, nguyên tử Si lai hóa sp3. C trong gốc C2H lai hóa sp), phản ứng giữa gốc C2H và SiH4 được dự đoán xảy ra theo bốn hướng sau: Hình 1. Các hướng phản ứng của C2H và SiH4 Trong đó: + Hướng a: Nguyên tử Si tấn công vào nguyên tử C có 1 electron tự do (C1). + Hướng b: Nguyên tử H tấn công vào nguyên tử C1. + Hướng c: Nguyên tử Si tấn công vào nguyên tử C ở giữa (C2). + Hướng d: Nguyên tử H tấn công vào nguyên tử C2. Trong bốn hướng phản ứng trên, hướng a và b được dự đoán xảy ra dễ dàng hơn hướng c, d vì: sự tấn công vào nguyên tử C1 chứa orbital có 1 electron độc thân với khả năng phản ứng cao sẽ thuận lợi so với nguyên tử C2. LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 77 Phản ứng của C2H với SiH4 có thể tạo thành 9 sản phẩm, kí hiệu từ P1 đến P9, theo 9 đường phản ứng như sau: RA1 P9 CO1 IS2 P1 IS3 IS4 IS6 IS7 IS8 P2 IS5 CO2 P3 P4 P5P8 P6P7 TS2/4 TS3/6 TS5/7 TS1/P9 TS1/2 TS2/P1 TS2/P2 TS2/3 TS3/P2 TS3/4 TS4/6 TS4/5 TS5/P3 TS6/P4 TS7/P8 TS7/P5 TS7/8 TS8/P7 TS8/P6 TS6/7 Hình 2. Các đường phản ứng của C2H và SiH4 trong đó: RA: chất phản ứng; TS: trạng thái chuyển tiếp; IS: sản phẩm trung gian; P : sản phẩm phản ứng; CO: phức chất hoạt động Dùng phương pháp B3LYP với bộ hàm cơ sở 6-311++G(3df,2p) để tối ưu hóa cấu trúc, xác định được các tham số cấu trúc (bao gồm dạng hình học phân tử, độ dài liên kết, góc liên kết, tần số dao dộng) của các chất phản ứng, sản phẩm trung gian, trạng thái chuyển tiếp, các sản phẩm có thể tạo thành của hệ chất nghiên cứu. Kết quả được đưa ra ở hình 3. 78 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 Hình 3. Hình học của một số cấu trúc (độ dài liên kết (Å), góc liên kết (0) Các giá trị về tham số cấu trúc sẽ cho biết sự thay đổi về góc, độ dài liên kết ứng với việc tạo ra phức chất hay sản phẩm trung gian, trạng thái chuyển tiếp, sản phẩm. Như vậy, kết luận được có phù hợp với dự đoán về cơ chế ban đầu hay không. Dựa trên kết quả thu được về sự tạo thành các sản phẩm phản ứng trên hình 3, có thể dự đoán có 9 đường phản ứng: SiH4 + C2H → C2H2 + SiH3 (1) SiH4 + C2H → HCCSiH3 + H (2) SiH4 + C2H → C2H4 + SiH (3) SiH4 + C2H → HHCCSiH2 + H (4) SiH4 + C2H → HSiCHCH2 + H (5) SiH4 + C2H → CH3 + SiCH2 (6) SiH4 + C2H → SiCH2CH2 + H (7) SiH4 + C2H → SiCHCH3 + H (8) SiH4 + C2H → SiH3 + HHCC (9) Như đã nhận xét ở trên, hướng tấn công thuận lợi là vào nguyên tử C1, do vậy có thể dự đoán sản phẩm ở phản ứng (1) và (3) sẽ được ưu tiên hơn cả. LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 79 3.2. Xây dựng bề mặt thế năng, giải thích cơ chế phản ứng Bề mặt thế năng đầy đủ của hệ nghiên cứu C2H và SiH4 được thiết lập dựa trên việc tính năng lượng tương đối giữa các chất trung gian, trạng thái chuyển tiếp và sản phẩm theo hệ chất tham gian phản ứng. Bề mặt thế năng được biễu diễn như ở hình 4 dưới đây. Hình 4. Bề mặt thế năng (PES) của hệ phản ứng phản ứng để tạo thành cùng một chất trung gian tiếp theo là IS3 (-72,03 kcal/mol) và hai sản phẩm P1, P2. Sản phẩm P1 (-44,54 kcal/mol) có năng lượng khá thấp được hình thành từ IS2 thông qua TS 2/ P1 (-38,98 kcal/mol) theo sơ đồ: RA1 →CO1 → IS2 → P1 Thông số về độ dài liên kết Si-C1 thay đổi từ TS1/2 (2.395 A0) → IS2 (1.876 A0) → TS 2/P1 (2.666 A0) chứng tỏ có quá trình tạo thành chất trung gian trước khi liên kết bị kéo dài trong TS 2/ P1 để cắt đứt tạo sản phẩm là phân tử trung hòa C2H2 và gốc tự do mới SiH3. Kết quả tính đã xác nhận có sự tạo thành của chất trung gian là hoàn toàn phù hợp. Sản phẩm P2 (-33,45 kcal/mol) được hình thành thông qua hai con đường khác nhau. Ngoài con đường tạo thành từ IS2 thông qua TS 2/P2 (-30,92 kcal/mol) còn qua con đường khác là tạo thành từ IS3 thông qua TS 3/P2 (-31,78 kcal/mol). Trên bề mặt thế năng của hệ phản ứng gốc etinyl với silan, có hai phức chất trung gian được kí hiệu là CO1 và CO2. Để cho gọn các trạng thái chuyển tiếp TS I/J được kí hiệu gọn tương ứng I/J. Các sản phẩm trung gian IS2, IS3, IS4 được kí hiệu gọn tương ứng: 2, 3, 4 Các sản phẩm tạo thành được kí hiệu lần lượt từ P1, P2, P3 P9 tương ứng với lần lượt các sản phẩm của 9 đường phản ứng trên. Từ kết quả tính năng lượng dao động điểm không và năng lượng điểm đơn xác định được năng lượng tương quan với mức năng lượng của hệ chất tham gia phản ứng ban đầu C2H + SiH4 được qui ước bằng 0. Khi gốc C2H tấn công vào các phân SiH4, trước tiên tạo ra phức CO1. Phức này có các liên kết C-Si mới được hình thành có độ dài rất lớn là 5,012 Å nên kém bền vững. Năng lượng của phức này chênh lệch với hệ các chất tham gia phản ứng là không nhiều (-0,4 kcal/mol). Phức CO1 không bền nhanh chóng bị phản ứng thông qua các TS 1/2 (-6,63 kcal/mol) tạo ra chất trung gian tương ứng là IS2 (-64,5 kcal/mol). Từ IS2 có khả năng 80 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 Dễ nhận thấy trong TS 3/P2, liên kết C2-H bị kéo dài là 2.079 A0 để chuẩn bị cắt đứt tạo ra sản phẩm là phân tử HCCSIH3 (P2a) và gốc H. Sản phẩm P3 (-45,3 kcal/mol) được hình thành thông qua nhiều giai đoạn trung gian IS3 - IS4 - IS5 có năng lượng thấp nên các sản phẩm trung gian này sẽ tương đối bền vững. Đặc biệt là có sự hình thành của phức chất bền vững CO2 (-64,95 kcal/mol). RA1 IS2 IS3 IS4 IS5 CO2 P3 TS2/4 TS2/3 TS3/4 TS4/5 TS5/P3 Chính vì vậy, P3 là sản phẩm có năng lượng thấp nhất (thấp hơn P1) nhưng đường phản ứng đi qua nhiều IS, TS, còn sản phẩm P1 có năng lượng cao hơn không nhiều nhưng chỉ qua hai TS nên P1 vẫn là sản phẩm chiếm ưu thế nhất so với các sản phẩm khác. Sự tạo thành sản phẩm P4 (-12,69 kcal/mol): IS3 IS4 IS6 P4TS3/4 TS4/6 TS6/P4 TS3/6 Thông qua sơ đồ phản ứng nhận thấy quá trình hình thành sản phẩm P4 đi qua hai chất trung gian IS4 (-82,66 kcal/mol) và IS6 (-51,6 kcal/mol). IS4 có năng lượng thấp nhất trên bề mặt thế năng này chứng tỏ sẽ có độ bền lớn hơn các cấu trúc khác. Trong khi đó, TS 6/P4 (-11,62 kcal/mol) có năng lượng tương đối cao so với các TS khác. Chứng tỏ sự hình thành sản phẩm sẽ khó khăn hơn. Trong quá trình hình thành sản phẩm P5 (-16,45 kcal/ mol), P8 (-16,22 kcal/mol) thông qua IS7 (-62,86 kcal/ mol) thì sự tạo thành P5 đi qua TS có năng lượng thấp, còn sự tạo thành P8 lại phải đi qua TS có năng lượng rất cao (18,96 kcal/mol) nên P8 là sản phẩm khó tạo thành nhất. Sản phẩm P9 (-2,19 kJ/mol) có năng lượng cao nhất so với các sản phẩm khác, được tạo thành từ duy nhất một con đường thông qua TS 1/P9 (2,79 kJ/mol). Nên P9 cũng sẽ là sản phẩm khó tạo thành. Tuy nhiên, nếu so sánh với sản phẩm P8 thì P9 vẫn là sản phẩm ưu tiên hơn do chỉ đi qua một TS có năng lượng thấp hơn. Sản phẩm P6 (-34,34 kcal/mol), P7 (-18,56 kcal/mol) cùng được hình thành từ IS8 thông qua TS 8/P6 (-28,76 kcal/mol) và TS 8/P7 (-13,13 kcal/mol). So sánh các giá trị năng lượng của sản phẩm và hàng rào năng lượng, thì sản phẩm P6 sẽ chiếm thứ tự ưu tiên hơn P7. Như vậy, từ hệ các chất ban đầu là C2H và SiH4, trong toàn bộ tiến trình phản ứng, chỉ đi qua hai TS tương ứng là 1/P9 (2,79 kcal/mol) và 7/P8 (18,96 kcal/mol) có năng lượng tương đối cao hơn năng lượng chất tham gia phản ứng nên sự hình thành hai sản phẩm P9, P8 là khó khăn. Nhưng xét trong điều kiện phản ứng đốt cháy ở nhiệt độ cao thì với mức hàng rào năng lượng đó, hệ chất phản ứng vẫn vượt qua để tạo thành các sản phẩm P1÷P9. Nhận xét trên bề mặt thế năng: Dựa vào bề mặt thế năng (PES) của hệ phản ứng ta nhận thấy: Đường phản ứng 1 có các TS có hàng rào năng lượng thấp và đi qua ít TS nhất, do vậy có thể kết luận về mặt động học sản phẩm P1 chiếm ưu thế hơn. Đường phản ứng 8 có hàng rào năng lượng cao nhất, do vậy việc tạo sản phẩm P8 tương đối khó khăn về mặt động học. Kết quả phù hợp với dự đoán ban đầu về sự ưu tiên sản phẩm tạo thành Nhận xét về mặt nhiệt động học: Các thông số nhiệt động như hiệu ứng nhiệt ΔH, thế đẳng áp đẳng nhiệt ΔG cũng được xác định bằng lý thuyết. Các giá trị này của 9 phản ứng hình thành các sản phẩm từ P1÷P9 được chỉ ra ở bảng 1. Giá trị ∆H thực nghiệm tham khảo được chỉ chênh lệch nhỏ so với giá trị tính theo lý thuyết (thể hiện trong P1, P3 là hai sản phẩm ưu tiên nhất). C2H + SiH4 → C2H4 + SiH (P3) ∆H = -43,5 kcal/mol (lý thuyết là -44,7 kcal/mol) C2H + SiH4 → C2H2 + SiH3 (P1) ∆H = -41,9 kcal/ mol (lý thuyết là -44,4 kcal/mol). Kết quả này chứng tỏ việc sử dụng phương pháp tính trên là hoàn toàn phù hợp và những thông tin đưa ra trong bài báo là hoàn toàn đáng tin cậy. Hiệu ứng nhiệt và thế đẳng áp đẳng nhiệt đều có giá trị âm nên chúng đều thuận lợi về mặt nhiệt động học. Bảng 1. Các thông số nhiệt động học của hệ phản ứng ΔHo(kcal/mol) Đường phản ứng Kết quả tính Thực nghiệm [12] ΔGo(kcal/mol) P1 (SiH3 + C2H2) -44,4 -41,9 -44,6 P2 (HCCSiH3 + H) -33,6 -31,6 P3 (C2H4 + SiH) -44,7 -43,5 -46,0 LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 81 ΔHo(kcal/mol) Đường phản ứng Kết quả tính Thực nghiệm [12] ΔGo(kcal/mol) P4 (HHCCSiH2 + H) -12,8 -10,9 P5 (HSiCHCH2 + H) -16,6 -14,9 P6 (SiCH2 + CH3) -34,3 -35,9 P7 (SiCH2CH2 + H) -19,2 -16,4 P8 (SiCHCH3 + H) - 2,1 -4,6 P9 (SiH3 + HHCC) -14,6 -12,8 Kết quả tính toán này hoàn toàn phù hợp với tính toán dựa vào năng lượng tương đối của các sản phẩm so với hệ chất ban đầu trên bề mặt thế năng (PES). 4. KẾT LUẬN Đã thiết lập được toàn bộ cơ chế của các phản ứng, các cấu trúc trung gian, trạng thái chuyển tiếp, sản phẩm đều được xác định dạng hình học. Chín sản phẩm tạo thành gồm SiH3 + C2H2, HCCSiH3 + H, C2H4 + SiH, HHCCSiH2 + H, HSiCHCH2 + H, SiCH2 + CH3, SiCH2CH2 + H, SiCHCH3 + H, SiH3 + HHCC đều có thể được hình thành từ hệ chất ban đầu được giải thích một cách chi tiết đầy đủ. Trong số các sản phẩm tạo thành thì P1 (SiH3 + C2H2), P3 (C2H4 + SiH) là hai sản phẩm dễ được hình thành nhất do chỉ qua một TS và có năng lượng rất thấp, còn sản phẩm P8 (SiCHCH3 + H) khó tạo ra nhất vì phải vượt qua hàng rào năng lượng cao hơn năng lượng hệ chất tham gia phản ứng. Các thông số nhiệt động về hiệu ứng nhiệt và thế nhiệt động cũng được tính toán. So sánh với kết quả thực nghiệm tham khảo được đối với hai đường phản ứng được ưu tiên (đường phản ứng 1, 3) thì cho kết quả chênh lệch là 2,76% với sản phẩm 3 và 5,97% với sản phẩm 1, điều đó chứng tỏ những tính toán lý thuyết trên là hoàn toàn đáng tin cậy. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Paul J. Dagdigiana (2018). Interaction of C2H with molecular hydrogen: Ab initio potential energy surface and scattering calculations. The Journal of Chemmistry Physics. 148, 024304. [2]. B. Gans, G. A. Garcia, F. Holzmeier, J. Krüger, A. Röder, A. Lopes, C. Fittschen, J.-C. Loison, and C. Alcaraz (2017). Communication: On the first ionization threshold of the C2H radical. J. Chem. Phys. 146, 011101. [3]. AT Le, GE Hall, TJ Sears (2016). The near – infrared spectrum of ethynyl radical. Journal of Chemical physics 145,074306. [4]. Da Silva, W. B.;* Albernaz, A. F. (2016). Kinetic Mechanism Study of Reaction C2H + C2H2 via TST. Rev. Virtual Quim, 8 (2), p. 394-404 [5]. Manas Ranjan Dash and B. Rajakumar* (2015). Abstraction and addition kinetics of C2H radicals with CH4, C2H6, C3H8, C2H4, and C3H6: CVT/SCT/ ISPE and hybrid meta-DFT methods. Phys.Chem. Chem.Phys., Vol. 17, p. 3142-3156. [6]. Jozef Peeters, Benny Ceursters, Hue Minh Thi Nguyen and Minh Tho Nguyen (2002). The reaction of C2H with H2: Absolute rate coefficient measurements and ab initio study. Journal of Chemical Physics, Vol. 116, No. 9, p. 3700-3709. [7]. Shaun A. Carl,* Rehab M.I. Elsamra, Raviraj M. Kulkarni, Hue M.T. Nguyen, and Jozef Peeters (2004). No Barrier for the Gas-Phase C2H + NH3 Reaction. The Journal of Physical Chemistry, Vol. 108, No. 17, p. 3695-3698. [8]. Hue Minh Thi Nguyen, Asit K. Chandra, Shaun A. Carl, and Minh Tho Nguyen (2005). Quantum chemical study of hydrogen abstraction reactions of the ethynyl radical with hydrogen compounds (C2H + HX). J. Molecular Structure: Theochem, 732 (1-3), p. 219-224. [9]. M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, J.A. Pople (2009). Gaussian, Inc., Pittsburgh PA. [10]. Frank Jensen (2007). Introduction to Computational Chemistry. Second edition, John Wiley & Sons, Ltd. [11]. Shaun A. Carl, Hue Minh Thi Nguyen, Rehab Ibrahim M. Elsamra, Minh Tho Nguyen, and Jozef Peeters (2005). Journal of Chemical Physics. 122, 114307