利用新构建势能面3A研究S(3P)+H2→HS+H反应含时波包量子散射

利用高精度从头算能量点构建三重态³A' 势能面. 单点能计算采用的方法是完全活性空间自洽场和多组态相互作用,计算中所用的基组是aug-cc-pV5Z,并利用多体展开方法结合AP函数形式对所有能量点进行了拟合. 在新构建的势能面基础上,在平动能0.8～2.2 eV进行了含时波包散射计算,计算中同时采用了离心突然近似和紧耦合方法. 另外还对初始振动态ν=0～3(j=0)情况下的总反应几率进行了计算,结果发现初始振动激发对该体系有很大的增强作用.     

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 .     

D+CD4→CD3+D2反应的量子含时动力学研究

运用半刚体振动转子靶(semirigid vibrating rotor target)模型,利用含时波包法(TDWP method),对反应D+CD4→CD3+D2进行了量子含时动力学研究与计算.反应几率随平动能的变化图象,呈现出显著的量子共振特性.并通过对v=0时,j=0,1,2的反应几率以及j=0时,v=0,1的反应几率的计算,对该反应的空间效应进行了研究与分析.     

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.     

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     

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}     

He + H2+反应的含时量子波包法研究

基于多体项展式的分析势能函数[1],用三雏含时量子波包法对He H2 进行了准确的动力学计算.计算的结果表明在一定的能量范围内增加入射原子的平动能及振动量子数对该反应具有促进作用;而增加转动量子数不利于反应的进行,同时也计算了该反应的反应截面和速率常数.     

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.     

CH_4和CD_4解离吸附的量子含时动力学研究

运用含时波包法 (time -dependentwavepacketmethod) ,对CH4和CD4在光滑静止的Ni( 10 0 )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     

基于从头算势能面对S-(2P)+H2(1Σ+g)→SH-(1Σ)+H(2S)反应的量子含时波包计算

本文基于离子分子SH₂^-基态势能面,应用含时波包方法研究了反应S^-(²P)+H₂(¹Σ⁺_g)→SH^-(¹Σ)+H(²S)的动力学行为. 给出了反应几率和积分截面随碰撞能的变化关系,结果表明,在讨论的所有碰撞能量范围内二者均存在显著的振荡结构. 当初始转动量子数j=0,2,4,6,8,10和振动量子数v=0,1,2,3,4时,从总反应几率数值计算中可以看出,双原子H₂的振动激发和转动激发显著提高了反应活性. 同时积分散射截面的理论值与前人的实验值相符合.     

Time-dependent quantum dynamics study for reaction of D+CH4→CH3+HD

The semirigid vibrating rotor target (SVRT) model has been applied to the study of the reaction of D+CH_4→CH_3+HD using a time-dependent wave packet method. The energy dependence of the calculated reaction probability shows oscillatory structures similar to those observed in the abstraction reaction of H+H_2, H+CH_4 etc. We have also studied the influence of rotational and vibrational excitation of the reacting molecule (CH_4) on reaction probability. The excitation of the H－CH_3 stretching vibration gives significant enhancement of reaction probability, which rises significantly with the enhancement of rotational quantum number j. Finally, we have compared the cross section and the rate constant of the D+CH_4 system with that of the H+CH_4 system.     

Quantum dynamics studies on the non-adiabatic effects of H + LiD reaction

After the Big Bang, chemical reactions of hydrogen with LiH and its isotopic variants played an important role in the late stage of recombination. Moreover, these reactions have attracted the attention of experts in the field of molecular dynamics because of its simple structure. Electronically non-adiabatic effects play a key role in many chemical reactions, while the related studies in LiH₂ reactive system and its isotopic variants are not enough, so the microscopic mechanism of this system has not been fully explored. In this work, the microscopic mechanism of H + LiD reaction are performed by comparing both the adiabatic and non-adiabatic results to study the non-adiabatic effects. The reactivity of R1 (H + LiD → Li + HD) channel is inhibited, while that of R2 (H + LiD → D + LiH) channel is enhanced when the non-adiabatic couplings are considered. For R1 channel, a direct stripping process dominates this channel and the main reaction mechanism is not influenced by the non-adiabatic effects. For R2 channel, at relatively low collision energy, the dominance changes from a rebound process to the complex-forming mechanism when the non-adiabatic effects are considered, whereas the rebound collision approach still dominates the reaction at relatively high collision energy in both calculations. The presented results provide a basis for further detailed study on this importantly astrophysical reaction system.     

Cl+CH4反应的含时量子动力学研究

基于新的势能面,运用半刚性振动转子靶(SVRT)模型和含时波包法对Cl+CH4→HCl+CH3反应体系进行了计算,给出了反应过程中体系的振动、转动及空间立体效应对该反应的反应几率和反应阈能的影响,并计算了基态的总散射截面和热速率常数.     

H$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;$lt;sup$gt;+$lt;/sup$gt;在强激光场中的解离及其量子调控的理论研究

利用非波恩-奥本海默近似的三维含时量子波包法,理论研究了氢分子离子在强激光场中的解离动力学.通过分析H₂⁺在不同的初始振动态（ν=0–9）和激光场强度下的解离核动能谱,得到了H₂⁺的光解离机理及其随激光场的变化规律.研究结果表明：当激光场的强度I₁=5.0×10¹³ W/cm²时,分子的解离来源于高振动态ν=5–9,其解离机理主要是通过键软化、键硬化和阈下解离过程.当激光场的强度I₂=1.0×10¹⁴ W/cm² 时,H₂⁺在低振动态ν=3–4上的阈上解离起主导作用,而高振动态的键软化、键硬化和阈下解离所占的比重明显地下降了.研究结果为后续的量子调控的实验研究提供了科学的理论预测和指导. 关键词： 光解离 氢分子离子 含时波包法 核动能谱     

State-to-state quantum dynamics of N(~2D)+HD(v=0,j=0) reaction

The N(~2D) + HD(v = 0, j = 0) reaction has been studied by a quantum time-dependent wave packet approach with a second-order split operator on the potential energy surface of Li et al.(Li Y, Yuan J, Chen M, Ma F and Sun M J. Comput.Chem. 34 1686). The rovibrationally resolved reaction probability, vibrationally integral cross section, and differential cross section of the NH + D and ND + H channel are investigated at the state-to-state level of theory. The experimental data of the thermal rate constant of two output channels is very scare, but the sum of the two output channels is in excellent agreement with the experimental data which was reported by Umemoto et al. It may imply that the thermal rate constants of the two output channels are accurate and reliable.