NBO理论用于过渡态分析在物理化学教学中的演示——以双分子亲核取代(SN2)反应为例

摘要

过渡态理论是大学"物理化学"教学的重要内容,是对化学反应机理的理论解释。针对经典双分子亲核取代(S_N2)反应,结合笔者科研经验,借助高斯Gaussian量子化学软件对该反应机理进行理论模拟,获得过渡态结构,分析反应物、过渡态和产物的结构信息;用自然键轨道理论NBO 7.0程序对反应路径上的每一个点进行自然共振理论(NRT)分析,获得旧键断裂和新键形成的轨道相互作用模式和键级变化趋势线,使整个反应过程可视化。并在物理化学课堂教学中同步演示。本文是对教材中的过渡态理论知识点的扩展补充,旨在激发学生学习兴趣并开拓科学视野。