H2O、H2S、SO2、NH3以及CH4的“clumped”同位素平衡分馏信号的理论预测

摘要

"Clumped"同位素指代同位素体中含有两个或两个以上稀有同位素的情况。由于“clumped”同位素的研究还刚刚起步，为了更精确的计算其同位素信息，采用超越简谐近似的计算方法。该方法以简谐水平下研究同位素效应的Bigeleisen-Mayer公式为基础，通过考虑简谐模型所没有考虑的能量项来精确计算结果。计算结果显示:对于含有氢同位素的“clumped”同位素体而言，超越简谐水平的理论计算可以有效地提高理论预测的精度。以H20分子为例，非谐振动(AnZPE)和转振耦合(VrZPE)对于零点能的贡献非常显著，而其他能量项则相对较小。同时，随着温度的升高，不同校正的贡献会呈现有规律地增强和减弱。就研究精度而言，结果为今后开展相关的实验学研究，尤其是新近开展起的有机物C-H"clumped”同位素测定，提供了有力的理论支撑。