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H2O2是含有过氧键的最简单的分子,同时,还是可以发生大幅度分子内旋转的最小分子,即分子受外界能量刺激时,两个OH键会围绕O-O键旋转。过氧键非常弱,在光照或受热情况下,容易断键。由于大幅度内旋转的存在,使得H2O2的光解离机理非常复杂。过氧化氢是强氧化剂,解离产物中的OH自由基氧化性更强,所有的过氧化物都可以看成是其衍生物。过氧化氢以及解离产物中的OH、HO2自由基都属于活性氧物种,可以在多种领域中参与一系列的化学反应。对于过氧化氢的光化学性质,许多化学工作者已从实验和理论上进行了大量的研究。但是,至今,气态过氧化氢的稳定结构仍有争议,其光解离机理不是十分清楚。
本论文从理论上解释了气态H2O2在紫外光照射下的部分机理。计算采用完全活化空间自洽场(CASSCF)方法,结合二阶微扰理论(MP2)和密度泛函理论(DFT),优化气态H2O2的基态结构。CASSCF方法是目前研究激发态的较好的方法之一,本论文通过该方法计算了H2O2的激发态及势能曲线。根据对计算结果的分析,验证了实验上测得的气态H2O2在较短紫外光波长下的解离途径,并推测出其在长波紫外光照射下解离机理的原因。