Using infrared spectroscopy combined with ab initio methods we study reactions of H$_2$O and CO inside the confined spaces of Zn-MOF-74 channels. Our results show that, once the water dissociation reaction H$_2$O$\;\rightarrow\;$OH+H takes place at the metal centers, the addition of 40 Torr of CO at 200 $^{\circ}$C starts the production of formic acid via OH+H+CO$\;\rightarrow\;$HCO$_2$H. Our detailed analysis shows that the overall reaction H$_2$O+CO$\;\rightarrow\;$HCO$_2$H takes place in the confinement of MOF-74 without an external catalyst, unlike the same reaction on flat surfaces. This discovery has several important consequences: It opens the door to a new set of catalytic reactions inside the channels of the MOF-74 system, it suggests that a recovery of the MOF's adsorption capacity is possible after it has been exposed to water (which in turn stabilizes its crystal structure), and it produces the important industrial feedstock formic acid.
ChatGPT Chemistry Assistant for Text Mining and Prediction of MOF Synthesis
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Kavli Energy Nanoscience Institute, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校卡夫利能源纳米科学研究所）；King Abdulaziz City for Science and Technology（阿卜杜勒阿齐兹国王科技城）
Gas-phase chemistry of $\mathrm{C}_3\mathrm{H}_3^+$: a key building block for carbon mass growth in space
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay（奥赛分子科学学院）；Université Bordeaux（波尔多大学）；Bordeaux INP（波尔多国立应用理工学院）；ISM, UMR 5255（波尔多分子科学研究所，联合研究单位5255）；SOLEIL（索莱尔同步辐射中心）；Institut de Chimie Physique, UMR8000（物理化学研究所，联合研究单位8000）；Department of Physics, University of Trento（特伦托大学物理系）
Influence of surface and bulk water ice on the reactivity of a water-forming reaction
在星际介质稠密区域的冰质尘埃颗粒表面，可以发生丰富的化学反应。由于温度低，通过势垒进行的反应只能通过隧道发生。反应H + H $_2$ O $_2$ $\rightarrow$ H $_2$ O + OH就是这样一种情况，其气相势垒为$\sim$ 26.5 kJ/mol。尽管如此，该反应仍被认为与星际颗粒上水的形成有关。在这里，我们调查的水冰表面和散装冰的反应速率常数的影响。速率常数计算使用瞬子理论下降到74 K。冰是考虑到通过多尺度建模，描述的反应物和直接周围的量子力学水平与密度泛函理论（DFT），而其余的冰建模的分子力学水平与力场。我们发现，H $_2$ O $_2$的结合能不能被捕获的一个单一的值，而是取决于与表面分子的氢键的数量。在高度无定形的环境中，结合位点可以阻断攻击路线并阻碍反应。此外，活化能与相同位点的结合能不相关。与Langmuir-Hinshelwood机理相关的单分子速率常数随着活化能的减小而增大。因此，我们提供了一个下限的速率常数，并认为，速率常数可以有值高达两个数量级大于此限制。
Extensive Quantum Chemistry Study of Neutral and Charged C$_4$N Chains. An Attempt to Aid Astronomical Observation
许多分子物种如果在化学上得到充分的表征，大概仍然可以在太空中观察到。在本文中，我们认为这可能是中性（C $_4$ N $^0$）和阴离子（C $_4$ N $^-$）氰基亚丙基链的情况，虽然观察到了同源系列的中性（C $_3$ N $^0$和C $_5$ N $^0$）和阴离子（C $_3$ N $^-$ }和C $_5$ N $^-$）相邻成员，但它们在空间中尚未被识别。报道了使用密度泛函理论（DFT）、耦合簇（CC）和二次构型相互作用（QCI）方法对空间科学感兴趣的所有电荷和自旋状态（二重态和四重态中性、三重态和单线态阴离子以及单线态和三重态阳离子）进行量子化学计算获得的大量数据：例如，键度规和自然键级数据，形成能、离解能和反应能的谱图，自旋能隙，转动常数，振动性质，偶极和四极动量，电子附着能（$EA$）和电离势（$IP$）。事实上（不仅对于C $_4$ N，而且对于C $_2$ N和C $_6$ N），这里使用的量子化学方法能够很好地再现实验$EA$值-这通常是对理论的挑战-是特别令人鼓舞的，因为这表明化学反应性指数的理论估计（这是模拟天体化学演化的关键输入参数）是可信的。目前计算出的生成能和离解能的计算值并不能证明空间中不存在C $_4$ N的假设。为了进一步支持这一观点，我们分析了形成C $_4$ N $^0$和C $_4$ N $^-$的潜在化学途径，包括缔合和交换反应…
