氯加氢化学反应中玻恩-奥本海默近似的适用性

摘要

玻恩-奥本海默近似是量子化学以及化学动力学理论研究的重要基石之一,它对于化学反应过程中的动力学非常重要。但是在Cl+H2反应中该近似的适用性一直以来备受争议。本研究利用高灵敏度的交叉分子束实验,对Cl/Cl*+H2反应进行了交叉分子束反应散射的实验研究。实验结果表明激发态Cl*原子的反应性在低碰撞能下与基态的Cl原子的反应性相当,说明玻恩-奥本海默近似在低能时的适用性存在问题。但是,随着碰撞能量的增加,相对于基态Cl原子,Cl*原子与H2的反应快速下降,这表明在Cl+H2这一反应中玻恩-奥本海默近似在高碰撞能时是适用的。这一结果得到精确动力学理论研究的证实,而且解决了一个长期有争议的重要科学问题。