O(3P)+CD4反应的含时波包动力学计算

基于Modified Jordan和Gilbert的势能面,运用SVRT(semirigid vibrating rotor target)模型和TDWP(Time-Dependent Wave Packet)方法,对O(3P)+CD4反应体系进行了含时量子动力学计算,给出了该体系的总反应几率,散射截面和热速率常数等结果.通过对j=0时, v=0,1的反应几率的计算,看出D-CD3的振动激发,极大地提高了反应几率,而反应阈能明显降低,说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献. 而对于v=0时j=0,1,2,3的反应几率的计算,得出转动量子数j的增大,也会使反应几率有较大的提高,但反应阈能基本不变.     

O(3P)+CD4反应的含时波包动力学计算

基于Modified Jordan和Gilbert的势能面,运用SVRT(semirigid vibrating rotor target)模型和TDWP(Time-Dependent Wave Packet)方法,对O(3P)+CD4反应体系进行了含时量子动力学计算,给出了该体系的总反应几率,散射截面和热速率常数等结果.通过对j=0时, v=0,1的反应几率的计算,看出D-CD3的振动激发,极大地提高了反应几率,而反应阈能明显降低,说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献. 而对于v=0时j=0,1,2,3的反应几率的计算,得出转动量子数j的增大,也会使反应几率有较大的提高,但反应阈能基本不变.     

D+CD4→CD3+D2反应的四维量子散射计算

运用约化维数量子动力学理论 ,利用含时波包法 ,对反应D +CD4 →CD3+D2 进行了四维量子散射计算 .将反应多原子CD4 看作双原子D—CD3,反应D +CD4 →CD3+D2 看作单原子 双原子反应 ,把体系的反应简化为四维散射问题 .波函数的传播采用分裂算符法 ,为避免格点边界处含时波函数的边界反射 ,采用了光学吸收势法 ,在格点边界处引入光学势 ,消除边界反射 .根据CD4 分子的C3v对称性 ,选取了Jordan和Gilbert提出的半经验势能面 .计算结果表明 ,反应概率随平动能的变化图像 ,呈现出显著的量子共振特性 ,这是很多提取反应的共同特征 .而不同振动态下的反应概率随平动能的变化表明 ,随振动量子数的增大 ,反应概率有明显提高 ,且反应阈能明显降低 ,这说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献 .而对基态和第一振动激发态时散射截面的计算 ,也证明了这一结论 .同时 ,还分别通过计算量子数j,k ,m对反应概率的影响 ,对该反应的空间取向效应进行了研究 ,并与H +CH4→CH3+H2 反应进行了比较 .     

原子-多原子分子反应的含时波包理论研究

基于Modified Jordan和Gilbert的势能面,运用SVRT(semirigid vibrating rotor target)模型和TDWP(Time-Dependent Wave Packet)方法,对D+CH4,O(3P)+CH4反应体系进行了含时波包动力学研究,计算得到了不同初始振动态的总反应几率,总散射截面和热速率常数.通过对j=0时,v=0,1的反应几率的计算,看出H-CH3的振动激发,极大地提高了反应几率,而反应阈能明显降低,说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献.     

D+OD+反应的量子动力学研究：交换通道和抽取通道的竞争

基于精确的势能面,研究D+OD⁺反应在0.0～1.0 eV碰撞能范围内的量子动力学. 用CS近似(centrifugal sudden approx-imation)的含时波包方法研究吸热的抽取反应通道(D+OD⁺→ O+D₂⁺)和热中性的交换反应通道(D+OD⁺→D+OD⁺),计算两个通道的反应几率、总积分反应截面和热速率常数. 发现在交换反应的反应路径上存在一个凸起结构. 计算的总角动量J=0时的波包分布的含时演化清楚地表明凸状结构对两个通道的动力学有非常重要的影响.     

O(1D)+N2O→NO+NO反应的理论研究

应用三体模型及扩展的LEPS势能面(PES),对初始条件为(Ecol=55 kJ/mol,v=0,j=0)的O(1D)+N2O→NO+NO反应体系进行了准经典轨线(QCT)计算.根据计算结果对体系的势能面及反应机理进行详细的分析和讨论,较全面地研究了此反应体系的动力学特征.     

D+DBr反应的态-态动力学研究

在0—2.0 eV的碰撞能范围内采用含时量子波包方法和二阶分裂算符传播子对初始量子态为(v_0=0,j_0=0)的D+DBr反应进行了态分辨理论水平上的动力学计算.计算了抽取反应通道D+DBr→Br+D_2和置换反应通道D'+DBr→D+D'Br的反应概率、积分截面、微分截面、产物的振动和转动分布以及速率常数等动力学性质,并与相应的理论和实验结果进行了比较.结果表明:计算的速率常数与实验结果十分符合.微分截面的结果表明:对于抽取反应,前向的剥离反应机制在反应过程中占据主导地位;对于置换反应,头碰头的反弹机制占据主导地位.     

碰撞能对O++DH (v=0, j=0)→OD++H的准经典轨线

运用准经典轨线的方法,基于RODRIGO势能面,研究反应体系O⁺+DH (v=0, j=0)→OD⁺+H的立体动力学性质. 对描述k-j′两矢量相关和k-k′-j′三矢量相关的分布函数P(θr)和P(φr)以及产物转动取向参数进行了详细的讨论,发现极化微分反应截面呈现有趣的现象. 计算了反应几率与反应截面. O⁺+DH (v=0, j=0)→OD⁺+H反应的立体动力学性质对体系的碰撞能非常敏感.     

原子-多原子分子反应的含时波包理论研究

基于Modified Jordan和Gilbert的势能面，运用SVRT(semirigid vibrating rotor target)模型和TDWP(Time-Dependent Wave Packet)方法，对D CH4，O(^3P) CH4反应体系进行了含时波包动力学研究，计算得到了不同初始振动态的总反应几率，总散射截面和热速率常数。通过对j=0时，v=0，1的反应几率的计算，看出H—CH3的振动激发，极大地提高了反应几率，而反应阈能明显降低，说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献。     

D+CD4→CD3+D2反应的四维量子散射计算

运用约化维数量子动力学理论，利用含时波包法，对反应D+CD₄→CD_{3+D2进行了四维量子散射计算.将反应多原子CD4看作双原子D—CD 3，反应D+CD4→CD3+D2看作单原子-双原 子反应，把体系的反应简化为四维散射问题. 波函数的传播采用分裂算符法，为避免格点边界处含时波函数的边界反射，采用了光学吸收 势法，在格点边界处引入光学势，消除边界反射.根据CD4分子的C3v对称性， 选取了Jordan和Gilbert提出的半经验势能面.计算结果表明，反应概率随平动能的变化图像 ，呈现出显著的量子共振特性，这是很多提取反应的共同特征.而不同振动态下的反应概率 随平动能的变化表明，随振动量子数的增大，反应概率有明显提高，且反应阈能明显降低， 这说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献.而对基态和第一振动激发态时散射 截面的计算，也证明了这一结论.同时，还分别通过计算量子数j，k，m对反应概率的影响， 对该反应的空间取向效应进行了研究，并与H+CH4→CH3+H2反应进行了比较. 关键词： 含时波包 量子散射 反应概率}     

D+HS反应的含时量子动力学研究

利用含时波包方法对D+HS交换和抽取通道进行量子动力学研究,动力学计算中所采用的势能面由高精度从头算能量点构建.在平动能0.0～2.0 eV区间内计算了反应物初始振转基态时的总反应几率和积分反应截面,并且计算了初始振动激发态对积分反应截面的影响.所有动力学计算均考虑了科里奥利耦合效应.在低平动能时抽取通道在反应中占主导地位,而交换通道在高平动能时占主导地位.在整个所研究的平能能区间内,反应物HS的振动激发对抽取和交换通道反应都有增强作用.     

多原子分子在金属表面解离吸附的量子动力学研究

利用SVRT模型计算CD4在Ni(100)表面的解离几率随动能的变化关系, 给出对应初始状态(v=1, 2, 3, j=1)和(v=2, j=1, 3, 5)时的计算结果, 画出了解离关系曲线.     

低碰撞能下H+HF(v=3,j=0)反应的量子动力学研究

报道了H原子和振动激发的HF(v=3,j=0)分子在低碰撞能下的量子反应动力学研究.计算结果表明:在低碰撞能下,散射主要以非反应过程为主;振动激发有利于反应的进行;在小于10-4eV碰撞能下,非反应非弹性散射截面和反应截面的比值约为3.在反应截面上发现了Feshbach共振现象,证实是由反应通道上紧邻反应势垒的H…HF(v=3,j=1～3)的范德瓦尔斯聚合体存在的准束缚态所形成.     

CH4和CD4解离吸附的量子含时动力学研究

运用含时波包法(time-dependent wave packet method),对CH4和CD4在光滑静止的Ni(100)表面的解离吸附进行了量子动力学研究与计算.不同振动态下解离几率随平动能的变化曲线表明,反应分子的振动能对分子的解离有重要贡献,其反应趋势,与其它理论模型得到的结果一致.CH4与CD4解离几率的对数随平动能的变化曲线表明,CH4的解离几率比CD4的要高得多,这种同位素效应,是由它们不同的零点能和量子隧道效应引起的,且与实验结果符合得比较好.     

碰撞能对S(1D) +H2(v=0, j=0)→SH+H反应立体动力学性质的影响

利用1A′态的势能面[ Ho et al., J. Chem. Phys. 116, 4124 (2002)],采用准经典轨线方法研究了在不同碰撞能条件下,S(1D) +H2(v=0, j=0)→SH+H反应的立体动力学性质. 通过计算得到了描述反应物速度矢量k与产物的转动角动量矢量j′这两个矢量相关的分布函数P(r)、描述反应物速度矢量k、产物速度矢量k′与产物的转动角动量矢量j′这三个矢量相关的二面角分布函数P(r)以及描述反应产物角动量极化的分布函数P(r,r).计算结果表明产物的转动角动量矢量j′在空间具有明显的定向和取向效应,并且产物的转动角动量具有强烈的极化. 另外,计算结果还表明这些立体动力学性质对碰撞能非常敏感.     

碰撞能对S(1D) +H2(v=0, j=0)→SH+H反应立体动力学性质的影响

利用1A′态的势能面[ Ho et al., J. Chem. Phys. 116, 4124 (2002)]，采用准经典轨线方法研究了在不同碰撞能条件下，S(1D) +H2(v=0, j=0)→SH+H反应的立体动力学性质. 通过计算得到了描述反应物速度矢量k与产物的转动角动量矢量j′这两个矢量相关的分布函数P(r)、描述反应物速度矢量k、产物速度矢量k′与产物的转动角动量矢量j′这三个矢量相关的二面角分布函数P(r)以及描述反应产物角动量极化的分布函数P(r,r).计算结果表明产物的转动角动量矢量j′在空间具有明显的定向和取向效应，并且产物的转动角动量具有强烈的极化. 另外，计算结果还表明这些立体动力学性质对碰撞能非常敏感.     

H+H2反应截面的全量子力学研究

利用全量子力学耦合通道扭曲波近似(CCDWA)方法和三种势能面计算了H+H2(vα=0,jα=0)→H2(vβ,jβ)+H碰撞的反应截面,并与准经典弹道计算结果及公认较好的计算结果作了比较.研究表明:在相同的势能面下利用CCDWA方法得到的截面和公认较好的计算结果符合很好,而准经典弹道计算的反应截面误差较大. 关键词： 反应散射 势能面 反应截面     

F+HCl/DCl反应散射的量子含时波包

在Deskevich等人最近构建的势能面上，利用量子含时波包方法，研究了F+HCl/DCl的反应散射动力学．在总角动量J=0的情况下，得出了这两个反应具有不同初始振转态条件下的总反应几率．计算结果表明，对于这两个反应，反应物的转动激发态可以明显的提高反应几率，对于F+HCl反应这种提高尤其明显．而振动激发只是对降低碰撞能反应阈值有帮助，对总的反应几率几乎没有任何影响．另外，这两个反应的进行途径有明显的转动自由度部分．在含有较轻的氢原子的F+HCl反应中，总反应几率中所呈现的量子共振和隧穿效应较之F+DCl     

用含时波包方法将SVRT模型应用到F+CD4→CD3+DF反应中

为了实现量子动力学含时波包方法对多原子反应体系的研究,采用美国纽约大学张增辉教授提出的一个半刚性振转子的模型,对F+CD4反应及其同位素反应物反应在MJ1势能面上进行了含时波包动力学的研究.所用到的势能面的反应势垒66meV.实验和理论研究表明在反应中C-D键不影响反应碰撞,它只是一个旁观者.对C-D键作为常数处理使得计算大大简化了.计算了给定初始态的这些反应的积分反应截面和速率常数.从得到的数值结果可以看出,积分截面随着碰撞能有一个很大的起伏,这一般来讲是与动力学振荡有关系.速率常数同已有的理论以及实验结果进行了比较,得到了比较合理的结论.     

QCT方法研究振转激发对H+HS反应的反应截面和产物极化的影响

基于Lv等人最新构建的高精度的最低三重态势能面H2S(3A″),利用准经典轨线(QCT)方法计算了H+HS反应的两个反应通道提取反应和交换反应的动力学性质.主要研究了在反应物HS的碰撞能为0.1-2.0 e V时,不同振转态(v=0-3,j=0-3)对积分反应截面和产物极化的影响.研究结果表明:在总角动量J=0时,QCT方法计算出的动力学结果和吕等人的量子力学(QM)结果符合的很好.因此,对标题反应的动力学性质进行了进一步的研究.