几个A+BC反应体系的动力学理论研究

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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反应体系的严格量子计算,在现阶段仍难以进行。准经典轨线法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。本文应用准经典轨线法研究了两个反应体系并获得了这些体系的反应动力学信息。F+HCl反应是典型的氢原子转移反应,也是重轻重(HLH)反应的一个典型代表,该反应以及它的同位素反应对于天体物理的研究有着极其重要的作用。He+H2+反应是典型的离子分子反应,对于这类比较简单的离子分子反应,对它的充分和详细的研究有利于深入了解别的复杂离子分子反应,也为以后更深入精细的研究奠定了基础。 本研究利用准经典轨迹理论研究了反应F+HCl和He+H2+以及它们的同位素取代反应的标量性质和矢量性质。对于F+HCl反应,在以前的研究中,Sayos等人给出了几个碰撞能下的积分截面,但没有人给出连续的积分截面的计算结果,我们做了同样碰撞能下的积分截面与之对比,发现计算结果一致,这也验证了我们计算程序的可靠性,进而我们给出了连续碰撞能下变化的积分截面,完善了对积分截面的研究。此外我们计算了它的立体动力学性质,计算结果表明产物分子HF倾向于向后散射,对于产物的矢量性质研究可以得知产物的转动角动量矢量不仅有取向而且有明显的定向。同时我们对反应F+HCl和反应F+DCl的性质进行了对比,发现存在着明显的同位素效应。这些研究对以后的实验理论研究具有一定的指导作用。对于He+HD+反应,研究了反应的积分截面,并与Tiwari和Sathyamurthy等人的量子计算结果以及实验结果进行了对比,结果与量子计算的结果近似一致。此外我们计算了反应He+H2+以及反应He+HD+的立体动力学性质,计算结果显示产物倾向于向后散射,并且有明显的定向,通过对比发现了存在明显的同位素效应。
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