多原子及态-态碰撞反应体系的科里-奥利效应研究

摘要

在分子碰撞动力学的领域中，科里-奥利耦合(CC)效应可以影响描述分子碰撞过程重要性质的动力学量，例如反应几率，反应截面，速率常数，产物的振转态分布等。所以，研究CC效应对理解分子动力学中碰撞反应的反应机理有很重要的意义。考虑CC效应的全维量子计算是最精确的，但是会花费大量的计算机时，通过前人大量的研究发现，某些不考虑CC效应的理论计算结果也能与实验结果有很好的一致性。所以，有必要研究CC效应对不同类型反应的影响程度，影响机制和规律，从而对碰撞反应动力学的CC效应研究提供有效的理论依据。
　　本文采用含时量子波包方法对NeD2+/ NeT2+体系，态-态分辨的RCB(reactant-coordinate-based)方法对HeHeH+体系和H2Cl体系的CC效应进行了研究。NeD2+/NeT2+体系和HeHeH+体系同属稀有气体的离子-分子碰撞反应，且这两个反应都是插入反应占主导的反应。研究发现，CC在这两个反应中都扮演着非常重要的角色，centrifugal sudden(CS)近似计算总是低估这两个反应的动力学量。对H2Cl体系的CC效应研究考虑了非绝热效应对这个体系动力学的影响。研究发现，随着碰撞能的增加，非绝热效应对这个反应的影响越来越明显，与Liu等人的实验推论一致。同时，Cl+H2反应的微分截面(DCS)计算结果显示，前向散射中CC计算结果小于CS近似结果，而后向散射中CC计算结果大于CS近似结果。根据Chu等人的研究推论，在Cl+H2反应中，提取反应主要呈前向散射，而插入反应主要呈后向散射。研究结果表明，今后对这三个反应的理论研究工作中，CC效应不能被忽略。

目录

声明

摘要

引言

第1章 绪论

1．1 分子反应动力学的研究内容和发展概况

1．2 科里-奥利耦合效应的研究意义和研究现状

1．3 非绝热效应相关理论和研究意义

1．4 本文的主要工作和研究意义

1．5 论文章节安排

第2章 基本理论介绍

2．1 含时量子波包法计算概要

2．2 态-态分辨的RCB计算方法

2．3 科里-奥利耦合效应的计算方法

2．4 速率常数计算方法

第3章 NeD2+/NeT2+体系的科里-奥利效应研究

3．1 研究现状及研究意义

3．2 势能面和含时量子波包计算

3．3 结果与讨论

3．3．1 反应几率

3．3．2 反应积分截面和速率常数

3．3．3 振动和转动激发

3．3．4 科里-奥利耦合效应分析

3．4 本章小结

第4章 HeHeH+体系态-态动力学的科里-奥利效应研究

4．1 研究现状及研究意义

4．2 势能面和态-态RCB计算

4．3 结果与讨论

4．3．1 态-态积分截面和反应速率常数

4．3．2 态-态微分截面

4．3．3 反应物振动和转动激发

4．3．4 科里-奥利耦合效应分析

4．4 本章小结

第5章 H2CI体系态-态动力学的科里-奥利效应和非绝热效应研究

5．1 研究现状与研究意义

5．2 势能面和态-态RCB计算

5．3 结果与讨论

5．3．1 反应几率

5．3．2 积分截面和速率常数

5．3．3 微分截面

5．3．4 反应物振动激发和自旋轨道效应

5．3．5 科里-奥利耦合效应分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢