几个A+BC体系反应的准经典轨迹研究

摘要

自二十世纪六十年代以来，随着实验技术和理论研究的相互影响、相互促进，分子反应动力学研究已取得很大进展，并逐渐深入到了态-态化学反应过程。但随着研究体系自由度的增加，计算量将急剧增加，使得对多于四个原子体系反应的严格量子计算，在现阶段仍难以进行。准经典轨迹法由于能够给出比较满意的结果，被广泛应用于微观分子反应动力学的研究。
　　本论文应用准经典轨迹法研究了几个原子与双原子分子体系的反应，获得了这些体系的反应动力学信息。内容共分为五章：
　　第一章简述了化学动力学的任务与发展，以及微观化学反应动力学方法。
　　第二章介绍了准经典轨迹法的概念，并详细介绍了利用准经典轨迹法研究原子与双原子分子A+BC体系反应的方法。
　　第三章研究了O(1D)+H2(X1Σ+g)反应，得到了反应的产物分布和各通道之间的竞争情况，研究了相对平动能与反应截面的关系以及相对平动能对反应几率的影响，并探讨了反应的微观机理。结果表明，初始相对平动能在1~20kcal/mol范围内，反应截面随能量的增大而增大，当能量大于20kcal/mol后，截面呈下降趋势。由此可以看出，在一定范围内增加相对平动能可以增大反应几率，但过大的能量不利于提高反应几率。
　　第四章研究了O(3P)+HCl(v,j)→OH(v',j')+Cl反应。结果表明：对HCl(ν=0,j=0,1,2)，碰撞能量以49.37kJ/mol为分界点，在能量小于49.37kJ/mol时，j=0,1,2的反应截面差别不大；而能量大于49.37kJ/mol后，j=0这条曲线的截面随能量的增大而急剧增加，且几乎呈线性关系。此外，还研究了ν=2,j=1,6,9时OH产物在各转动态的分布情况，并与Zhang等的实验结果进行了比较。
　　第五章研究了Cl(2P3/2)+H2(D2)反应。计算了反应Cl(2P3/2)+D2(v=0,j=0–4)和Cl(2P3/2)+H2(v=0,j=0–3)→HCl(ν′=0)+H的激发函数、微分截面及产物HCl、DCl的角分布。与MAlagia,SHLee等的准经典轨迹法、量子散射方法所得出的理论结果和实验结果进行了比较。

目录

答辩

第一章绪论

§1.1引言

§1.2微观反应动力学

§1.3本论文的主要内容

参考文献

第二章准经典轨迹法研究A+BC反应的基本原理

§2.1A+BC体系的Hamilton运动方程

§2.2初始条件的选择

§2.3轨线计算及终态性质

§2.3.1轨迹计算

§2.3.2终态性质

参考文献

第三章O(1D)+H2(X1Σ+g)反应的准经典轨迹研究

§3.1引言

§3.2势能面

§3.3计算结果及讨论

§3.4结论

参考文献

第四章O(3P)+HCl(X1Σ)→OH(X1Ⅱ)+Cl(2P)反应的准经典轨迹研究

§4.1引言

§4.2势能面

§4.3计算结果及讨论

§4.4结论

参考文献

第五章Cl(2P3/2)+H2(D2)反应的准经典轨迹研究

§5.1引言

§5.2势能面

§5.3计算结果及讨论

§5.4结论

参考文献

附录:本人在读期间发表科研论文、论著及获奖情况一览表

致谢