H+Br2→HBr+Br反应的态-态量子动力学研究 |
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引用本文: | 商辰尧,陈 俊,徐 昕,刘 舒,张东辉.H+Br2→HBr+Br反应的态-态量子动力学研究[J].化学物理学报,2021,34(6):949-956. |
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作者姓名: | 商辰尧 陈 俊 徐 昕 刘 舒 张东辉 |
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作者单位: | 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室,大连 116023;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室,福州 350002;中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州 350108 |
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摘 要: | H原子与卤素气体(F2,Cl2,Br2)的反应是典型的轻-重-重原子-双原子反应. 对于研究化学激光的基本反应途径十分重要. 之前所有的实验结果都表明,H+Br2→HBr+Br反应的势垒高度很小,甚至是负值. 本文基于11698个UCCSD(T)/CBS水平的从头算能量点,用FI-NN方法构建了HBr2体系的精确全维全域势能面,还包括了Br原子2P3/2轨道的自旋-轨道耦合. 势能面有一个下沉的势垒(-0.351 kcal/mol}),放热(ΔH0=-41.265 kcal/mol) 和实验值吻合的很好,在这个势能面上应用含时波包方法计算了H+Br2→HBr+Br反应的态-态积分和微分截面. 对初始基态反应,产物HBr(v′=2,3,4)态在所考虑的整个能量范围内占主导地位,说明HBr是振动态布居反转的. 温度300 K时,计算的产物振动分布在$v$$''$=3有最大值,在v′=0,1的分布可以忽略不计,这与Setser及合作者和Polanyi及合作者的实验结果相一致. 超过一半的总可用能量进入到产物的内部运动中,这其中大部分进入到振动中. 计算表明,反应物Br2的初始转动激发对产物振转态分布和微分截面影响很小,而初始振动激发则有一定影响. 在低能区域,初始振动激发到v0=5态很明显的增强了产物的振动激发. 在初始基态和初始转动激发态下,碰撞能量到0.5 eV的微分截面在后向达到峰值,但随着碰撞能量的增加,角分布的宽度显著增加. 对于初始振动激发态,产物微分截面的结构较为复杂,对高振动激发态产物有很强的前向散射峰.
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关 键 词: | 量子波包,微分截面,积分截面,H+Br2 |
收稿时间: | 2021/11/12 0:00:00 |
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