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本文采用量子化学从头算方法，从理论上系统的研究并讨论了硝基甲烷(CH3NO2)、甲醛(CH2O)与一些自由基的反应体系，获得的主要研究内容的结果如下：
1.采用DFT(B3LYP)方法，在6-311G**、6-311++G**、cc-pvtz基组水平上，优化了H自由基分别进攻CH3NO2上的C、N、O原子反应的各驻点的几何结构，并对每个通道的反应机理进行讨论。通过振动分析和内禀反应坐标(IRC)计算，确认了反应涉及的每一个过渡态。计算了反应位垒和反应热力学参数。
2.采用DFT(B3LYP)方法，在6-31G*、6-311++G**基组水平上，优化了O[3P]自由基分别进攻CH3NO2上的C、N、O原子反应的各驻点的几何结构，并对每个通道的反应机理进行讨论.通过振动分析和内禀反应坐标(IRC)计算，确认了反应涉及的每一个过渡态。计算了反应位垒和反应热力学参数。
3.采用MP2和QCISD方法，分别在6-31G*，6-311G**和6-311++G**基组水平上，优化了CH2O分别与N，NH，NH2发生反应时的过渡态结构，通过振动分析，对过渡态结构进行了确认，计算了反应活化位垒。研究表明，对于同一反应不同方法、不同基组优化得到的过渡态结构基本一致，反应位垒有一定差别，MP2方法比QCISD方法的计算结果高，同一方法中，6-31G*基组比6-311G**和6-311++G**基组的计算结果高，后两种基组计算的结果相差不大。三个反应中，反应(1)的位垒最高，反应(3)的位垒最低，而且三个反应的位垒几乎呈等差递减的趋势，说明反应(3)最容易发生反应。