準(zhǔn)經(jīng)典軌線和含時(shí)波包方法研究三原子體系的動(dòng)力學(xué)過程.pdf

1、分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)一直以來是當(dāng)代科學(xué)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(xué)法，準(zhǔn)經(jīng)典軌線方法和量子力學(xué)方法。本文首先利用準(zhǔn)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(dòng)力學(xué)性質(zhì)，包括標(biāo)量性質(zhì)和矢量性質(zhì)。對(duì)于Ba+HF體系，勢(shì)能面上的勢(shì)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(dòng)激發(fā)能促進(jìn)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(dòng)定向程度，而對(duì)產(chǎn)物分子的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)強(qiáng)烈地取向于垂直反應(yīng)物相對(duì)速度的方向;H被D和T取代后，產(chǎn)物分子的最高振動(dòng)能級(jí)越來越小，低振動(dòng)能級(jí)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(qiáng)，能減弱產(chǎn)物分子的轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量的極化程度。對(duì)于11 A'勢(shì)能面上的O(1D)+HF→ OH+F(2P)反應(yīng)，我們計(jì)算了積分反應(yīng)截面和產(chǎn)物的轉(zhuǎn)動(dòng)取向因子，研究了同位素取代

3、和反應(yīng)物分子的轉(zhuǎn)動(dòng)激發(fā)對(duì)反應(yīng)立體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響，表明，由于勢(shì)能面產(chǎn)物通道上非共線深勢(shì)阱的存在，產(chǎn)物分子的轉(zhuǎn)動(dòng)極化程度很弱，同位素取代和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)動(dòng)激發(fā)對(duì)立體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響也比較小，幾乎沒有規(guī)律可循。后來，我們對(duì)準(zhǔn)經(jīng)典軌線方法計(jì)算程序做了改進(jìn)，以O(shè)HF體系在基態(tài)三重電子態(tài)13A"勢(shì)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(jìn)攻OH分子時(shí)，反應(yīng)的幾率和產(chǎn)物的極化情況，發(fā)現(xiàn)由于勢(shì)能面中過渡態(tài)能量和反應(yīng)區(qū)勢(shì)阱的深度是隨θ(O

4、HF)角度變化的，入射角對(duì)反應(yīng)幾率和反應(yīng)的立體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)有很大影響，從新的角度揭示了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，反映了更詳細(xì)的勢(shì)能面信息。其次，由于準(zhǔn)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(diǎn)能問題和量子隧穿等，我們?cè)谘芯縃e+D2+在基態(tài)勢(shì)能面上的反應(yīng)時(shí)候，同時(shí)用了準(zhǔn)經(jīng)典軌線和含時(shí)波包兩種計(jì)算方法。由于勢(shì)能面中勢(shì)阱的存在，He+D2+反應(yīng)中的量子Feschbach共振現(xiàn)象很明顯，準(zhǔn)經(jīng)典軌線方法不是很適合用來研究該體系的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。通

5、過比較v=1和v=2時(shí)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(duì)反應(yīng)截面的大小和變化趨勢(shì)也會(huì)造成較大影響，而且通過比較j=0和j=1時(shí)，不同總角動(dòng)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(dòng)角動(dòng)量有關(guān)。
　　本研究對(duì)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