用准经典轨线研究立体化学反应动力学——钡和卤代烷烃与氯和丙烷反应体系

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随着实验和理论的相互影响、相互促进,分子反应动力学研究已取得很大进展,并深入到态-态化学反应过程的研究。化学反应动力学研究的目的就是理解反应过程本身,立体化学动力学是理解化学反应过程中的其中一个重要手段.在这个领域的理论研究中有许多方法,比如,量子化学从头算、量子散射理论、准经典准轨线(QCT)理论等,其中准经典准轨线理论是研究分子反应动力学的重要方法之一。 本文应用QCT理论对Ba+RBr(R=CH3,C2H5,C3H7,C4H9,n-C5H11)→BaBr+R和Cl+C3H8→C3H7+HCl反应体系的动力学特性进行研究。文章分为三章:第一章简单介绍分子反应动力学计算的发展历史及目前上述两种反应的研究情况。第二章对准经典轨线理论的基本原理和反应过程中的矢量相关的基本理论进行描述。第三章首先用扩展的LEPS势能面(PES),对Ba+RBr(R=CH3,C2H5,C3H7,C4H9,n-C5H11)→BaBr+R反应体系产物BaBr的转动取向,分别用准经典轨线和CPOAM模型进行了研究。结果表明:产物BaBr的转动取向随碰撞能的增加越趋强烈,随烷基的增大而减弱。接着对氯原子与丙烷反应过程中的矢量相关进行了研究。在质心系中计算了四个广义极化微分反应截面(2π/σ)(dσ00/dωt)、(2π/σ)(dσ20/dωt)、(2π/σ)(dσ22+/dωt)、(2π/σ)(dσ21-/dωt)以及二面角分布P(Фr)和k与J夹角分布几率等,并利用计算结果对反应体系的动力学规律进行详细地分析和讨论,结果与实验及相关理论研究符合得较好。
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