Mechanism reaction study of ozone with CFC-11 using quantum calculation methods

Joint Authors

Husayn, Aqil Ali
Dreab, Abbas Abd Ali

Source

Journal of Kufa for Chemical Science

Issue

Vol. 2012, Issue 5 (30 Jun. 2012), pp.51-61, 11 p.

Publisher

University of Kufa Faculty of Education for Women Department of Chemistry

Publication Date

2012-06-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

11

Main Subjects

Chemistry

Topics

Abstract AR

طرق كيمياء الكم (DFT, Ab-initio, and semiemprica)l للطاقة الكامنة السطحية للأوزون التروبوسفير مع floro- (trichloro,CFC- 11 carbon) تم تنفيذها لأهميتها في كيمياء الغلاف الجوي.

أشكال الأوزون هي الأمثل في مستوى MP2 النظري الكامل باستخدام اثنين من القواعد المحددة 6-31* G, 6-31G **, كما يتم تنفيذ نفس الشيء ل halo carbon.

احتمالات التفاعل المختلفة, و هياكل المقترحة, و الحالات الانتقالية المحتملة للفصائل الكيميائية المرتبطة إلى مسارات التفاعلات المحتملة و المدارات الاوربيتالية و حسابات وظيفة موجة, تم تقييمها و حسبت من خلال DFT/B3LYP-RHF-MP2// 6-31G**and PM3-semimprical configuration interaction.

و قد حسبت ترددات الذبذات النظرية للمتفاعلات و النواتج و إحالات الانتقالية حتى HF/6-311G **.

تم دراسة 23 شكل مقترح و 36 حالة انتقالية محتملة الطور الغازي بأسلوب المحاكاة.

تظهر الحسابات أن هذين الشكلين من جزيئات الأوزون موجود و كل منهما تختلف في استقرار الآصرة o-o, حيث يكون طولها 1.26ºA في الهيئة بنتا و ºA 1.47 في الهيئة الحلقية, كلهما ممكنان تكسر على مسافة مساوية ºA 1.99 و ºA 1.8 على التوالي.

للهالوكربون اثنين من الأواصر المختلفة, و النتائج تشير إلى أن الآصرة Cl-C هي الأكثر احتمالا للتفاعل من الآصرة F-C نحو تفاعلات الإحلال الضوئي.

هناك نوعان مختلفان من المسارات المقترحة لتفاعل الأوزون مع الهالوكربون, المسار المباشر و غير المباشر عن طريق التحلل الضوئي.

هناك نوعان مختلفان من المسارات المقترحة لتفاعل الأوزون مع الهالوكربون, المسار المباشر و غير المباشر عن طريق التحلل الضوئي لأواصر الهالوكربون.

و المسار الأول هو الأكثر احتمالا, لأن الأوزون مع الهالوكربون مباشرة O3+FCCl3------ClO +O2+F*CCl2 مع حاجز الطاقة تساوي 45.51 كيلو كالوري MOL-1, _Hreac = -15, 541 كيلو كالوري MOL-1.

المسار المحتمل الثاني, جزيء الهالوكربون تقسم إلى قسمين الجذور الحرة من الأشعة فوق البنفسجية - الطاقة الضوئية FCCl3--------*Cl +F*CCl2 مع حاجز الطاقة يساوي 61.14 kcal mol- 1(467.4 nm) و ذرات الكلورين الحرة المتفاعلة مع جزيئات الأوزون في تفاعل طارد للحرارة *Cl+O3-----ClO+O2 مع حاجز الطاقة يساوي 1.428 kcal mol-1 ,ΔHrec=-75.975 kcal mol-1.

Abstract EN

-Quantum calculation methods (DFT, Ab-initio, and semiemprical) of the potential energy surface for tropospheric ozone with CFC-11(trichloro, floro-carbon) have been performed which is known to be important in atmospheric chemistry.

Ozone’s forms, reactivity, are optimized at full MP2 level of theory using two basis sets 6-31G*, 6-31G**, also the same thing are carried out for halo carbon Different reaction.

probabilities, suggested structures ,probable transition states for all chemical species related to all possible reaction paths, frontal orbitals ,and wave function calculations, have been optimized and calculate through DFT / B3LYP-RHF-MP2 // 6-31G** and PM3-semimprical configuration interaction.

Vibrational frequencies have been calculated for reactants, products, and transition states up to HF / 6-311G** level of theory.

Twenty three suggested structures and thirty six probably transition states have been studied in this simulation study in gas phase.

The calculation show that, the two forms of Ozone molecules are present and both of them differ in O—O bond stability, its length equal to1.26A⁰ in bent form, and 1.48A⁰ in cyclic form, both of them can be broken with distance equal to 1.99 A⁰ and 1.8 A⁰ respectively.

Halocarbon has two different type of bonds, results indication that’s Cl—C bond is the most probable reactive bond than F—C bond towards photo dissociation reactions.

There are two different suggested pathways for Ozone reaction with halocarbon, its either direct reaction, or indirect reaction through the photolysis of halocarbon bonds .The first pathway is most probable, since Ozone reacted with halocarbon directly O3 + FCCl3------ClO + O2+F*CCl2 with energy barrier equal to 45.51 kcal mol-1, Δ Hreac = -15.541 kcal mol-1.

The most probable second pathway, halocarbon molecule dissociated into two free radicals by UV-light energy FCCl3--------*Cl + F*CCl2 with energy barrier equal to 61.14 kcal mol-1(467.4nm) ,and then free chlorine atoms reacted with Ozone molecules in exothermic reaction *Cl+O3-----ClO + O2 with energy barrier equal to 1.428 kcal mol-1, Δ Hrec = -75.975 kcal mol-1.

American Psychological Association (APA)

Husayn, Aqil Ali& Dreab, Abbas Abd Ali. 2012. Mechanism reaction study of ozone with CFC-11 using quantum calculation methods. Journal of Kufa for Chemical Science،Vol. 2012, no. 5, pp.51-61.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-307206

Modern Language Association (MLA)

Husayn, Aqil Ali& Dreab, Abbas Abd Ali. Mechanism reaction study of ozone with CFC-11 using quantum calculation methods. Journal of Kufa for Chemical Science No. 5 (Jun. 2012), pp.51-61.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-307206

American Medical Association (AMA)

Husayn, Aqil Ali& Dreab, Abbas Abd Ali. Mechanism reaction study of ozone with CFC-11 using quantum calculation methods. Journal of Kufa for Chemical Science. 2012. Vol. 2012, no. 5, pp.51-61.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-307206

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 61

Record ID

BIM-307206