SH2解析势能面及其动力学研究

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SH+是一种重要的星际物质,实验上和理论上都有广泛的研究,但大部分工作集中在对其基态的研究上,很少涉及到激发态的光谱常数和振转能级信息。为此,本文运用参考组态相互作用(MRCI)方法和大基组aug-cc-pV5Z获得了SH+分子基态(X3Σ-)和2个低激发态(A3П,23П)的势能曲线,利用Murrel-Sorbie函数和最小二乘法拟合得到解析势能函数,在此基础上进行了光谱常数和振转能级的计算。对于H2S体系,本文运用MRCI方法和大基组aug-cc-pV5Z重新构建了一个新的势能面,在此基础上研究了S+H2→SH+H反应的动力学性质。在MRCI/aug-cc-pV5Z计算水平下,从头计算了18021个能量点,舍去原子间距小,排斥能很大的点,共有15500个点参与拟合。通过Murrell-Sorbie函数和最小二乘法拟合得到了H2S基态解析势能函数,并对拟和结果进行了评价。基于我们构造的势能面,研究了S+H2→SH+H反应的标量性质,即不同碰撞能下的积分反应截面。发现低碰撞能时反应截面与其实验值符合的非常好,而在高碰撞能时却存在较大差异。这是因为,当碰撞能较大时,单个势能面不能完全描述S+H2→SH+H反应全过程。我们还研究了S+H2→SH+H反应的矢量性质,主要包括碰撞能对产物分子立体动力学的影响;同位素S+H2/S+D2/S+T2对产物分子立体动力学的影响;初始振转态v=0, j=0/v=1, j=0/v=2, j=0/v=3, j=0对产物分子立体动力学的影响。发现:随着碰撞能的增强,产物分子沿y轴正方向的取向程度减弱;随着靶原子质量的增加,产物的转动角动量表现出了明显的同位素效应;随着反应物振动量子数增加,产物的转动角动量定向于y轴正方向效应加强。
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