S+SH→S2+H反应的准经典轨线理论研究

摘要

近些年来，随着现代科学技术的发展，计算机的计算能力大大提高，计算速度与计算资源实现了跨越式发展，与此同时实验技术也因为各种先进实验仪器的不断出现而有了长足的进步。分子反应动力学在两者的推动下也有了很大的发展。对于原子分子碰撞反应的研究也不再仅仅局限于反应的速率以及产物分支比等标量性质，而是越来越多的关注反应过程中所表现出的矢量性质。在这样的背景下，韩克利等人提出的运用准经典轨线方法（QCT）来解决产物分子的矢量分布问题的瞬时碰撞理论也被广泛的运用在质量较大的反应体系的动力学计算。由于准经典轨线方法具有占用计算资源较少，结果较为精确等优点，所以时至今日，在进行质量较大的体系的计算时，准经典轨线方法仍不失为一个好的选择。
　　硫化氢(HS2)是大气层中主要的含硫分子之一，而涉及HS2的反应在大气化学和燃烧化学中又扮演着重要的角色，所以许多年以来 HS2基的结构和光谱性质已经被广泛的研究。然而相较于已经被广泛研究的 HO2和 HSO基，很少有对 HS2基的动力学性质的理论计算，所以本文基于 Song等人构建的新的全维势能面，采用QCT方法研究了S+SH→S2+H反应。计算了反应的积分散射截面、热速率常数、k-j'以及k-k'-j'矢量分布以及极化微分散射截面（PDDCS）。并对计算结果进行了分析与讨论。讨论结果表明，伴随着碰撞能的不断增大，反应的积分反应截面减小，产物分子趋于前向散射；产物分子的转动极化更趋向于面内反应机制。此外我们还考虑了S+SH→S2+H反应的同位素效应，计算了其同位素取代后的积分截面，产物分支比以及部分矢量性质。
　　论文主要包括五个部分。第一部分简单介绍了分子反应动力学以及立体动力学的研究内容和这些年来的发展；第二部分主要是对本文中所采用的准经典轨线方法的简单介绍；第三部分介绍了分子反应中研究反应物和产物各矢量相关的基本理论；第四部分是作者在研究生期间的主要工作成果，首先研究了S+SH→S2+H反应的标量性质和矢量性质，其次，讨论了同位素效应对于反应动力学性质的影响；第五部分是对我们所做工作的总结以及对将要进行工作的计划。

目录

声明

第一章 综述

1.1 引言

1.2 分子反应动力学

1.3 立体动力学的发展

第二章 准经典轨线方法

2.1 准经典轨线方法简介

2.2准经典轨线方法的理论框架

第三章 矢量相关的基本理论

3.1 定向和取向的简单描述

3.2 K-K'-J'矢量相关

第四章 S+SH→S 2+H反应的准经典轨线理论研究

4.1 研究背景

4.2 势能面简介

4.3计算结果和讨论

4.3.1 S+SH→S 2+H反应的反应几率和反应截面

4.3.2 矢量性质的研究

4.4 同位素效应

4.4.1同位素取代对于反应标量性质的影响

4.4.2同位素取代对反应矢量性质的影响

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢