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分子反应动力学是化学与物理的交叉学科,是从原子、分子层次研究化学反应微观动态和机理的科学,是联系微观动力学与宏观动力学的桥梁。立体反应动力学作为分子反应动力学的一个新的分支,主要研究微观化学反应中的矢量性质,通过与标量的结合给出化学反应的完整图像。
本文第一章为文献综述,介绍了分子反应动力学、立体反应动力学以及准经典轨线的发展历史和研究现状。在第二章,先介绍在分子反应动力学和立体反应动力学中扮演重要角色的势能面概念;然后介绍文献综述中提到的准经典轨线计算理论以及在结果讨论中涉及的矢量相关理论计算方法。
第三章利用准经典轨线法研究碰撞反应O(3p)+H2(v=O,j=O)→OH+H在3A和3A"势能面上的立体反应动力学。研究表明,产物不仅沿着垂直于k的方向强烈取向,而且沿着负y轴定向;进一步说,在3A"势能面能量小于24kcal/mol时产物取向更强,而在能量大于24kcal/mol时却是3A势能面的取向更强;在两个势能面上,产物均呈现向后散射的特征,且随着能量增加向后散射逐渐减弱。第四章计算了该反应的同位素效应,即用D代替H产生的效果。结果表明在产物取向问题,3A势能面上的同位素效应更明显一些,而对于产物定向问题以及PDDCSs,3A"势能面上的同位素效应更明显一些。在第五章,同样基于基于3A"和3A势能面,运用准经典轨线方法研究O+H2→OH+H反应中的反应物转动态和振动态对产物立体动力学性质的影响。在这章里,我们在四个不同能量下讨论了本篇文章中唯一的标量性质反应截面。进一步,我们在一个固定的能量下讨论了包括微分反应截面、产物转动角动量角分布在内的矢量性质。结果表明,反应物转动态对反应存在着有一定规律的影响作用。