H-,2-+F反應(yīng)的準(zhǔn)經(jīng)典軌線研究.pdf

1、分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是從分子或原子的微觀層次出發(fā)研究不同狀態(tài)下和不同分子體系中化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和機(jī)理的科學(xué)。目前依據(jù)豐富的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)用合適的理論模型和精確的動(dòng)力學(xué)計(jì)算，人們已經(jīng)獲取了大量的微觀化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)信息，并對(duì)微觀化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理有了比較深入和透徹的理解與認(rèn)識(shí)。 準(zhǔn)經(jīng)典軌線計(jì)算是描述原子與分子碰撞反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的一種有效方法，它通過(guò)求解哈密頓運(yùn)動(dòng)方程來(lái)處理原子核在勢(shì)能面上的運(yùn)動(dòng)，以軌線描述反應(yīng)體系隨時(shí)間的變化，為動(dòng)力學(xué)研究提供了物

2、理意義明確而且直觀的圖像。此方法比較簡(jiǎn)單、直觀，計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確，又避免了量子力學(xué)復(fù)雜的數(shù)值過(guò)程，因此已應(yīng)用于許多化學(xué)反應(yīng)體系，成為研究微觀化學(xué)反應(yīng)的重要手段。通過(guò)軌線計(jì)算，能夠得到反應(yīng)物能態(tài)、反應(yīng)截面、激發(fā)函數(shù)、產(chǎn)物分子的能量配分、內(nèi)能態(tài)分布、轉(zhuǎn)動(dòng)取向和空間角分布以及速度分布等大量數(shù)據(jù)。對(duì)于一個(gè)反應(yīng)體系的初始構(gòu)型，準(zhǔn)經(jīng)典軌線方法可以通過(guò)研究碰撞反應(yīng)產(chǎn)物的內(nèi)能分布揭示化學(xué)反應(yīng)的微觀機(jī)理。 本文主要是通過(guò)應(yīng)用London—Eyri

3、ng—Polanyi—Sato(LEPS)勢(shì)能面和準(zhǔn)經(jīng)典軌線理論對(duì)反應(yīng)體系H2+F→HF+H進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)計(jì)算。 研究表明，該反應(yīng)體系包含兩種不同的反應(yīng)模式——直接提取反應(yīng)和間接插入反應(yīng)，并對(duì)這兩種不同反應(yīng)模式的產(chǎn)生機(jī)理做了探討，在隨后的計(jì)算中得到直接提取反應(yīng)模式在反應(yīng)中所占比重隨著碰撞能量的增大而增大，反應(yīng)物處于振動(dòng)激發(fā)態(tài)比在振動(dòng)基態(tài)更能增強(qiáng)這種模式的產(chǎn)生。 其次對(duì)反應(yīng)取向進(jìn)行了研究，得到產(chǎn)物轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量矢量關(guān)于相對(duì)速度取

4、向隨著能量的增大得到加強(qiáng)。因?yàn)閷?duì)于三原子反應(yīng)體系，產(chǎn)物轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量矢量的分布對(duì)質(zhì)量因子非常敏感，當(dāng)質(zhì)量因子較小時(shí)，反應(yīng)物的軌道角動(dòng)量和反應(yīng)可資用能大部分轉(zhuǎn)換成產(chǎn)物的轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量和內(nèi)能，隨著反應(yīng)碰撞能變大，產(chǎn)物軌道角動(dòng)量與反應(yīng)物軌道角動(dòng)量比值相應(yīng)的減小，所以產(chǎn)物轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量矢量關(guān)于相對(duì)速度矢量具有強(qiáng)烈取向。 論文共分為四章。 第一章為綜述，介紹了分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)所要解決的問(wèn)題，以及在求解分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中發(fā)展起來(lái)的理論。