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几个典型微观反应体系的准经典轨线计算

张志红  
【摘要】: 分子反应动力学是从分子或原子的微观层次,研究化学反应动态和机理的科学。实验技术的快速发展,极大地促进了理论和计算方法,使研究态-态化学反应过程成为可能。立体化学反应动态学是分子反应动力学的前沿研究领域。准经典轨线理论是研究分子反应动力学的重要方法之一。本文采用准经典轨线理论对Ca+CH_3I,Ca+CD_3I和Ca+CH_2Cl_2几个典型反应体系的立体动力学进行了深入的理论研究。 在引言部分,本论文简要介绍了分子反应动力学及立体反应动力学的发展和研究现状。有关势能面知识。第一章介绍了有关势能面知识、准经典轨线计算理论方法、“准三体”近似和分子反应中矢量相关等基本理论。 第二和第三章采用准经典轨线方法对反应Ca+CH_3I→CaI+CH_3和Ca+CH_2Cl_2→CaCI+CH_2Cl进行了动力学计算。得到了反应的绝对反应截面、产物振动分布、能态分布和散射角分布等计算结果。研究表明,对反应Ca+CH_3I→CaI+CH_3,随着碰撞能的增加散射截面缓慢减少,产物角分布呈后向趋势,产物振动分布的峰值位于v=2,计算得到产物的振动态分布与实验值一致,而产物的转动取向P_2(J′K)值在-0.5附近随碰撞能的增加而增加;对反应Ca+CH_2Cl_2→CaCl+CH_2Cl,散射截面随碰撞能增大而减少,产物振动分布的峰值位与v=0处,与实验结果符合得比较好,产物的角分布呈后向趋势,产物的取向值在-0.4875和-0.4625之间小幅变化。 第四章用准经典轨线方法对反应Ca+CD_3I→CaI+CD_3进行了动力学计算。并讨论了反应Ca+CH_3I→CaI+CH_3的同位素效应。由于同位素效应的影响,产物Cal的振动态分布向低振动态转移;反应体系的散射截面在低碰撞能和高碰撞能处有些微变化;受到反应物质量因子变化的影响,转动取向值减少,产物转达取向强烈;产物的角分布同位素效应不明显。


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