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基元反应N(~4S)+O_2(X~3∑_g~-)→NO(X~2Π)+O(~3P)的准经典轨线研究与辛算法计算

何建锋  
【摘要】:基于Sayós等通过ab initio电子结构计算数据拟合得到的新的基态势能面、采用四阶显式辛格式【55】,我们对基元气相反应N(4S)+O2(X3Σg )→NO(X2Π)+O(3P)进行了深入的准经典轨线研究。我们的工作主要由两个方面组成: 第一方面工作是对分子反应动力学的准经典轨线研究中的数值积分方法的改进。我们基于Sayós 等提供的新的基态势能面,采用四阶显式辛格式计算了上述气相反应的准经典轨线,并与常用的四阶Runge-Kutta 法的计算结果进行了比较。结果显示,四阶显式辛格式保持了反应体系的能量守恒,在分子反应动力学的准经典轨线计算中优于四阶Runge-Kutta 法。 第二方面工作是采用Sayós 等提供的更合理的势能面来研究该气相反应。我们采用Sayós 等提供的新的基态势能面,并用四阶显式辛格式替代常用的四阶Runge-Kutta 法,对上述气相反应进行了系统的准经典轨线研究。这方面工作可大体分为两个部分。首先,我们详细分析了相对平动能、O2 分子的振动能级和转动能级对反应几率和反应截面的影响,并与Gilibert等的工作进行了比较,结果发现,我们的计算值与实际符合得更好。第二,我们计算了上述气相反应在T=300、500、700K 时选态反应速率常数和热速率常数,并将热速率常数的计算值与以前的理论和实验值比较。结果显示,我们计算的热速率常数与Baulch 等推荐的实验值和Sayós 等的变分过渡态理论值都符合得很好,并且明显比Gilibert等【39】的准经典轨线计算值合理。


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