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大气和星际化学中几种重要自由基反应机理的理论研究

左明辉  
【摘要】: 本论文利用量子化学计算方法对与大气化学和星际化学有关的几种重要的自由基反应机理进行了系统的理论研究。通过计算给出反应各物种的几何结构和能量,并且详细讨论了反应机理,预测了可能生成的产物及其分布,结果可为大气化学与星际化学中重要的自由基-分子反应模型的建立奠定基础,并可为实验室研究以及在星际太空中新型分子的探测提供理论依据和支持。为治理大气和环境污染提供治理依据。论文主要研究内容有: 1、利用量子化学方法研究了原子自由基N (4S, 2D)和NO2分子反应机理。研究表明,对于生成产物(O2 + N2)通道的过渡态的能量都比反应物能量低,是一个无势垒放热反应过程,因此N(4S, 2D)与NO2反应很容易形成O2和N2。本研究可以为消除大气污染物NO2提供新思路。 2.对N(4S)自由基和NCO(X2Π)自由基反应机理进行了理论研究。从理论上与实验研究结果进行对比,验证并提出该反应的产物通道和产物分布。本研究可为消除NCO自由基提供新的理论方法。 3、使用从头算量子化学方法和密度泛函理论研究了氧负离子自由基与N2O分子的反应机理。并且从动力学和热力学两方面分析反应的所有可能途径,从中给出了最佳反应通道。为治理N2O对大气的污染提供理论依据。 4.详细研究了3C2 (a3Π)与O2 (X3Σ)分子反应。研究发现所有的反应通道都需要经过初始的无势垒缔合过程。研究结果可为大气化学与星际化学中重要的自由基-分子反应模型的建立奠定基础。


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