准经典轨线计算同位素对反应H＋Ocl的影响.pdf

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1、第35卷第2期大连交通大学学报Vol_35No．22014年4月JOURNALOFDAUANJIAOTONGUNⅣERSITYApr．2014文章编号：1673—9590(2014)02—0080—04准经典轨线计算同位素对反应H+OCI的影响韩成利，李亚民(1．大连交通大学材料科学-9工程学院，辽宁大连116028；2．大连交通大学环境-9化学X-程学院，辽宁大连116028)爿÷摘要：用准经典轨线的方法计算了反应H(D，T)+OC1，主要是研究同位素效应对反应截面、产物的转动取向和分支比的影响．准经

2、典轨线的计算选择了PSB2势能面，在0．2～1．2eV碰撞能范围内计算了H(D，T)+OC1反应的反应截面和分支比等结果．同位素对反应截面和产物分支比的影响很明显，而对产物转动取向的影响不大．关键词：同位素；反应截面；转动取向；准经典轨线计算；势能面文献标识码：A0引言BLRS势能面上，计算了总角量子数J=0的反应几率和反应截面，结果和QCT方法得到的很吻最近几年，由于HOCI体系在天体化学中的合．Laganaetal_1在LAGROB势能面上用QCV重要地位，越来越多的研究人员从理论和实验方方法计算能

3、够重现实验中的分支比和产物的角分面对其进行研究，并取得了飞速进步⋯．实验方布，但是不能重现反应速率和产物的振动态分布．面，Balueanieta1．通过激光束实验得出O+HC1Laganaeta1．14]在B0势能面上，用QCT方法计反应中产物C10的角分布和转化的比例，他们估算出在0．53eV的碰撞能下，C10和OH的分支比算的结果与实验结果的吻合度比在BLRS或LA—约为0．34±0．1，而在0．33eV碰撞能下利用其它GROBO上都好，并且模拟结果与用激光束方法得实验方法得出分支比约为0．24±0

4、．06l2；Davidon到的结果吻合度得以提高，但是还是不能重现产eta1．是第一个利用实验方法得到反应速率的物OH的振动态分布．Christoffeleta1．¨已经在研究人员，他测出在200～一350K温度范围内，PBS2势能面上用QCT方法清晰地计算了O+反应速率常数K=(1．4±0．4)×10。em／(分HC1的反应截面并与实验结果非常吻合．魏强¨6l子·s一)；1996年，Balueanieta1．和Alexander等人将模拟建立在碰撞能为3～15kJ／mol范围eta1．E6]分别用不同

5、的实验得到了产物OC1、OH内，利用QCT方法分别计算了O+DC1的同位素的角分布情况，2006年，Kohguehieta1．利用分子反应的反应截面，并与O+HC1应做了对比．激光技术测量了4．2～6．4kJ／mol碰撞能下反应众所周知，同位素效应对化学反应动力学的截面．理论研究方面，基于这些势能面，很多研影响不容忽视．但是与反应O+HC1相比，很少究人员用QCT和量子波包的方法计算分析O+有人研究同位素效应对其逆反应H+OC1的影HC1反应。．通过计算可以得到反应速率、分支响．因此，本文基于PSB2势

6、能面计算了H+OC1比、反应截面和反应几率等并和实验结果有很好的吻合．单单从标量关系很难说明反应的机理，最反应以及其同位素反应的反应截面、转动取向和近很多理论研究开始着手分析反应O+HC1的分支比，分析同位素效应对反应的影响．矢量关系．Zhang等人用量子波包的方法在米收稿日期：2013-04-02作者简介：韩成利(1986一)，男，硕士研究生；李亚民(1973一)，男，副教授，博士，主要从事物理化学的研究E·mail：ymli@djtu．edu．ca．第2期韩成利，等：准经轨线计算同位素对反应H+OC

7、1的影响1理论分析1．1QCT方法轨线的积分步长取0．1fs反应物OCt分子的初始能态为基态，在碰撞能为0．2～1．2eV范围内选取能量点，每个碰撞能下分别计算10000条0-204o60．81．01-2轨线，H和OC1之间的初始核间距为l0A．碰撞能／ev1．2产物转动取向图1a，8，a反应截面随着碰撞能的变化在A+Bc三原子反应体系，产物角动量l，与反应物相对速度的矢量耦合，特别是对产物图2所示为bl，b2和b3的反应截面随着碰转动取向的研究有重要的意义．-，可以用Legend—撞能的变化．由图2中

8、可以看出b1的反应截面在re多项式来展开¨，其分布函数为整个碰撞能范围内都分布在0．55h。左右，而且上下相差不超过0．osh；对于b2和b3的反应截f(o)：∑amP(cos0)面，其值的波动性增大(b3>b2)．式中，凡=0，1，2，3，⋯，0是．，和K的夹角．当nO．7O=2时，通常(P：(．，·K))来表示产物的转动取0．65向因子：O．600．55(P2)==鬻04器00．3(cos0)一1．350．30Z这里的尖括号表示对反应的