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O(~1D)+H/DBr→OH/D+Br反应的动力学理论研究

金坤  
【摘要】:在科技迅猛发展的今天,分子反应动力学的研究也得到了飞速发展,立体反应动力学作为分子反应动力学的前沿研究领域倍受广大科技工作者的关注。如今,理论研究与实验研究相互促进、相互发展,对化学反应的研究已经逐渐深入到态-态研究领域。在大气化学中,氧原子和溴原子参加的O(1D)+HBr→OH+Br反应及其同位素的反应受到实验和理论工作者的广泛关注,但大多只局限在对反应过程中的标量性质的讨论,缺少反应过程中重要的矢量相关的立体动力学信息。本文运用准经典轨线方法对O(1D)+HBr→OH+Br反应及其同位素反应的相关立体动力学性质作了深入的探讨和研究。 本文在质心坐标系下将准经典轨线方法与Peterson从头计算势能面相结合,对O(1D)+HBr→OH+Br反应及其同位素反应O(1D)+DBr→OD+Br在不同碰撞能和不同振动量子数情况下的积分截面、微分反应截面、极化微分反应截面,以及相对速度矢量与角动量矢量之间的关系做了详细的计算,计算结果表明: (1)在不同碰撞能的情况下,由于势能面上势阱的存在导致了O(1D)+HBr→OH+Br反应截面的前向和后向散射;k-k′-j′三矢量相关的函数分布表明,O(1D)+HBr→OH+Br反应不仅有沿y轴的取向效应,而且还有沿y轴正方向的定向效应。 (2)在不同振动量子数的情况下,O(1D)+HBr→OH+Br反应的极化分布和反应截面等计算结果,表明化学反应的极化分布受振动量子数的影响比较大。 (3)对单一碰撞能时的O(1D)+DBr→OD+Br反应的计算结果说明产物分子更倾向于垂直散射平面极化;反应截面同样表现出明显的前向和后向散射;该反应受碰撞能的变化影响也比较明显。 (4) O(1D)+HBr→OH+Br反应与同位素反应O(1D)+DBr→OD+Br的对比说明立体动力学当中的同位素效应非常明显。


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