ArH2+體系的從頭算勢能面及其動力學計算.pdf

1、分子離子及其同位素取代反應在研究等離子體物理、天體物理、高能物理中起著重要的作用。ArH2+體系是一個重要的分子離子反應，同時又是稀有氣體與分子離子的反應，這個體系對研究天體物理、大氣物理以及環(huán)境保護都有著十分重要的意義。在對分子反應進行的動力學研究中，一個精確的勢能面是進行精確的動力學計算的基礎，分子反應的積分反應截面以及反應速率都能夠根據勢能面來進行計算?；趧菽苊婧虯rH2+體系的重要性，同時由于現(xiàn)有的該體系的勢能面已是幾十年前運

2、用半經驗方法構造的DIM勢能面，本文選擇了該體系來進行進一步的研究。本文的主要工作是構造了ArH2+體系的從頭算勢能面并且在這個新勢能面上對該體系進行了動力學性質的研究。
　　本文第一章介紹了分子反應動力學和立體化學動力學的發(fā)展與研究概況以及有關勢能面構建的理論知識；論文的第二章介紹了有關準經典軌線的一些知識以及關于矢量相關的基本理論。論文的主要工作在第三章和第四章中體現(xiàn)，第三章詳細介紹了對于Ar+H2+反應的全三維勢能面的構建方

3、法和過程，在相關一致性基組aug-cc-pV5Z水平下選用多體展開方法的勢能函數(shù)形式構建了Ar+H2+反應的從頭算勢能面。在構建好勢能面以后，將得到的數(shù)據與現(xiàn)有的實驗數(shù)據和理論結果進行了對比，發(fā)現(xiàn)這個新勢能面與實驗值符合的很好。為了進一步檢測該勢能面，采用準經典軌線的理論，計算了振動能級v=0-2，反應碰撞能Ecol=1eV，3eV，6eV的積分反應截面，發(fā)現(xiàn)當 v從0增加到1時，積分反應截面有一個輕微的增加，然后隨著振動態(tài)的增加，反應

4、截面緩慢減小。將得到的這些反應截面與已有的理論值進行了比較，二者在誤差允許的范圍內符合的相當好。此外，還追蹤了一條反應軌線的情況，進而研究分子核間距隨時間的變化規(guī)律，所得結果表明 Ar原子與分子離子HH+相互碰撞形成ArH+后直接遠離，這個過程對應著直接反應的機理，與已有的參考文獻中的結論是一致的。此外，結果還表明，振動量子數(shù)的變化對該反應體系的分子核間距隨時間的變化幾乎沒有影響，而反應物動能的變化對分子核間距隨著時間的變化卻影響很大。

5、
　　為了進一步研究Ar+H2+反應的一些性質，在第四章對此反應體系進行了動力學的計算，研究了不同的質量因子對Ar+H2+反應的立體動力學性質的影響，結果表明，產物ArH+的轉動極化在不同的質量因子下呈現(xiàn)不同的特性，產物的轉動角動量矢量j'的取向集中，體現(xiàn)出定向性，隨著質量因子的增加，j'的定向性效應越來越弱。此外還研究了振動和轉動能級對反應性質的影響，發(fā)現(xiàn)描述k-j'兩矢量相關的P(θr)分布、描述 k-k'-j'三矢量相關的P