三原子體系反應的從頭算及動力學研究.pdf

1、作為典型的離子分子反應，He+H2+和H-+H2反應及其同位素取代反應在天體物理、等離子體物理、高能物理中有著極其重要的應用。它們也是比較簡單的一類離子分子反應，對它們充分和詳細地研究有利于深入了解其它復雜離子分子反應，也為以后更深入、精細的研究該反應奠定了基礎。 本論文主要分為兩部分，一部分是應用abinitio理論構建了He+H2+和H-+H2反應的勢能面，并利用準經典軌線方法計算了反應的積分反應截面。另一部分是利用準經典軌

2、線方法研究了He+H2+及其同位素取代反應的立體動力學性質。 在分子反應動力學研究中，精確的勢能面是動力學計算的基礎。分子反應的反應速率以及積分反應截面都可以根據勢能面來計算?；趧菽苊娴闹匾?，在aug-cc-pV5Z水平下構建了He+H2+和H-+H2反應的從頭算勢能面?；贖e+H2+反應勢能面，計算了v=0-3四個不同振動態(tài)下的積分反應截面，我們發(fā)現振動能比平動能更有效的促進反應的進行，積分反應截面隨著振動量子數的增加明

3、顯增大，對于v=0的情形，現在計算的結果略低于以前的理論和實驗值；而在v=1-2反應截面下，現在的結果在閾值附近又略高于以前的理論和實驗值；在v=3初始振動態(tài)，現在的結果在碰撞能低于0.7eV的時候與實驗值符合良好。基于H-+H2反應勢能面，計算了H-+D2和D-+H2反應在v=0情況下的積分反應截面，結果和以前的量子波包結果基本一致。 要想認識一個基元化學反應，不僅要研究它們的標量性質，還要研究它們的矢量性質。矢量性質，比如速

4、度和角動量，不但大小直接與平動能和轉動能相關，而且還能定義反應過程中的方向。只有把標量和矢量性質結合起來考慮才能給出反應動力學的一個完整圖像。本文中我們利用準經典軌線理論，基于2000年Palmieri等人構造的勢能面，對He+-H2+以及他們的同位素取代反應進行了立體動力學研究。我們研究了不同的碰撞能對He+H2+反應的立體動力學性質的影響，結果表明，產物HeH+的轉動極化在不同的碰撞能下呈現不同的特性，產物的轉動角動量矢量j'不僅定