关于Li+HF→LiF+H反应及同位素的立体动力学的研究

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要全面掌握一个化学反应的特征,不仅是探索其标量特性,如反应产物的分支比、微分反应截面的分布、反应速率等,还要研究其矢量特性,如速度和角动量与碰撞能之间的关系,反应物和生成物的散射方向等。只有把二者结合起来,才能揭示出反应更多的立体动力学信息。本文中采用QCT方法计算了反应物的振动量子数,碰撞能和同位素效应对Li+H (D) F→LiF+H (D)反应的立体动力学的影响。反应都基于由Aguado等人所构建的AP2势能面上进行的。本文首先,计算了反应体系的标量性质,例如,反应Li+HF→LiF+H的反应几率、总的反应截面、产物转动取向的值p2j’ k随振动量子数变化的影响;其次,分析了4个反应的相应的矢量相关的性质,例如,极角P (θr)及方位角P (φ r)以及空间角P (θ r,φ r)的分布和极化微分反应截面PDDCS的四个分量随相应的反应变量的变化的结果。本文依次计算了: Li+HF反应以振动量子数为变量,Li+DF反应以振动量子数为变量、 Li+DF反应以碰撞能为变量、以氢原子的同位素为变量的Li+H (D)F反应进行计算并分析了每个反应的标量性质和矢量性质。得出结论:反应k-j’的两矢量相关性质的P (θ r)分布显示出产物转动角动量j’强烈地取向于相对速度矢量k,各个变量对其相应反应的P (θ r)分布性质均有影响且对相应反应的P (θr)分布性质的影响程度大小不同;描述k-k’-j’三矢量相关的性质P (φ r)分布,结果表明产物转动角动量j’不仅强烈地取向于y轴而且也有定向于y轴负方向的趋势。同时从结果也可得出各个反应受碰撞能、反应物振动态的改变和氢原子同位素的改变对其P (φ r)的分布性质均产生了影响。建立在中心场模型下的四个反应的极化微分反应截面PDDCS及它的性质受各因素变化的影响反映出产物分子空间散射的定向与取向;最后,反应截面和反应几率受氢原子同位素效应Li+H (D) F→LiF+H (D)反应的影响,二者曲线都呈现出变弱的相同趋势。
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