準經(jīng)典軌線和含時波包方法研究三原子體系的動力學過程.pdf

1、分子反應(yīng)動力學一直以來是當代科學比較活躍的研究領(lǐng)域，用以理論研究的方法通常有經(jīng)典力學法，準經(jīng)典軌線方法和量子力學方法。本文首先利用準經(jīng)典軌線方法研究了Ba+HF→BaF+H和O(1D)+HF→OH+F(2P)絕熱反應(yīng)的動力學性質(zhì)，包括標量性質(zhì)和矢量性質(zhì)。對于Ba+HF體系，勢能面上的勢壘是排斥型的，積分反應(yīng)截面上沒有閾值，隨著碰撞能的增加先迅速增加后趨于平穩(wěn);反應(yīng)物分子的振動激發(fā)能促進反應(yīng)的發(fā)生，并使得產(chǎn)物的角分布由后向散射變?yōu)榍跋蛏⑸?/p>

2、，減弱產(chǎn)物分子的轉(zhuǎn)動定向程度，而對產(chǎn)物分子的轉(zhuǎn)動取向幾乎沒有影響;由于該體系屬于H-H-L的質(zhì)量組合類型，因此，產(chǎn)物分子的轉(zhuǎn)動強烈地取向于垂直反應(yīng)物相對速度的方向;H被D和T取代后，產(chǎn)物分子的最高振動能級越來越小，低振動能級占的比例越來越大，產(chǎn)物的角分布后向散射程度有所增強，能減弱產(chǎn)物分子的轉(zhuǎn)動角動量的極化程度。對于11 A'勢能面上的O(1D)+HF→ OH+F(2P)反應(yīng)，我們計算了積分反應(yīng)截面和產(chǎn)物的轉(zhuǎn)動取向因子，研究了同位素取代

3、和反應(yīng)物分子的轉(zhuǎn)動激發(fā)對反應(yīng)立體動力學性質(zhì)的影響，表明，由于勢能面產(chǎn)物通道上非共線深勢阱的存在，產(chǎn)物分子的轉(zhuǎn)動極化程度很弱，同位素取代和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)動激發(fā)對立體動力學性質(zhì)的影響也比較小，幾乎沒有規(guī)律可循。后來，我們對準經(jīng)典軌線方法計算程序做了改進，以O(shè)HF體系在基態(tài)三重電子態(tài)13A"勢能面上的F+OH→HF+O反應(yīng)為例，研究了F原子從不同角度進攻OH分子時，反應(yīng)的幾率和產(chǎn)物的極化情況，發(fā)現(xiàn)由于勢能面中過渡態(tài)能量和反應(yīng)區(qū)勢阱的深度是隨θ(O

4、HF)角度變化的，入射角對反應(yīng)幾率和反應(yīng)的立體動力學性質(zhì)有很大影響，從新的角度揭示了反應(yīng)的動力學性質(zhì)，反映了更詳細的勢能面信息。其次，由于準經(jīng)典軌線方法自身的缺陷，不能很好地處理量子效應(yīng)，如零點能問題和量子隧穿等，我們在研究He+D2+在基態(tài)勢能面上的反應(yīng)時候，同時用了準經(jīng)典軌線和含時波包兩種計算方法。由于勢能面中勢阱的存在，He+D2+反應(yīng)中的量子Feschbach共振現(xiàn)象很明顯，準經(jīng)典軌線方法不是很適合用來研究該體系的動力學性質(zhì)。通

5、過比較v=1和v=2時的反應(yīng)截面的CS(centrifugal sudden)和CC（考慮Coriolis-Coupling）結(jié)果，發(fā)現(xiàn)Coriolis耦合作用對反應(yīng)截面的大小和變化趨勢也會造成較大影響，而且通過比較j=0和j=1時，不同總角動量量子數(shù)下的反應(yīng)幾率的CS和CC結(jié)果，發(fā)現(xiàn)Coriolis耦合作用的大小還與D2+的轉(zhuǎn)動角動量有關(guān)。
　　本研究對O(3P2，1，0)+D2(v=0，j=0)體系的積分反應(yīng)截面做了絕熱和非絕