ArH2+體系的從頭算勢(shì)能面及其動(dòng)力學(xué)計(jì)算.pdf

1、分子離子及其同位素取代反應(yīng)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(gè)重要的分子離子反應(yīng)，同時(shí)又是稀有氣體與分子離子的反應(yīng)，這個(gè)體系對(duì)研究天體物理、大氣物理以及環(huán)境保護(hù)都有著十分重要的意義。在對(duì)分子反應(yīng)進(jìn)行的動(dòng)力學(xué)研究中，一個(gè)精確的勢(shì)能面是進(jìn)行精確的動(dòng)力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)，分子反應(yīng)的積分反應(yīng)截面以及反應(yīng)速率都能夠根據(jù)勢(shì)能面來(lái)進(jìn)行計(jì)算?；趧?shì)能面和ArH2+體系的重要性，同時(shí)由于現(xiàn)有的該體系的勢(shì)能面已是幾十年前運(yùn)

2、用半經(jīng)驗(yàn)方法構(gòu)造的DIM勢(shì)能面，本文選擇了該體系來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。本文的主要工作是構(gòu)造了ArH2+體系的從頭算勢(shì)能面并且在這個(gè)新勢(shì)能面上對(duì)該體系進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的研究。
　　本文第一章介紹了分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和立體化學(xué)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展與研究概況以及有關(guān)勢(shì)能面構(gòu)建的理論知識(shí)；論文的第二章介紹了有關(guān)準(zhǔn)經(jīng)典軌線(xiàn)的一些知識(shí)以及關(guān)于矢量相關(guān)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(xì)介紹了對(duì)于Ar+H2+反應(yīng)的全三維勢(shì)能面的構(gòu)建方

3、法和過(guò)程，在相關(guān)一致性基組aug-cc-pV5Z水平下選用多體展開(kāi)方法的勢(shì)能函數(shù)形式構(gòu)建了Ar+H2+反應(yīng)的從頭算勢(shì)能面。在構(gòu)建好勢(shì)能面以后，將得到的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)這個(gè)新勢(shì)能面與實(shí)驗(yàn)值符合的很好。為了進(jìn)一步檢測(cè)該勢(shì)能面，采用準(zhǔn)經(jīng)典軌線(xiàn)的理論，計(jì)算了振動(dòng)能級(jí)v=0-2，反應(yīng)碰撞能Ecol=1eV，3eV，6eV的積分反應(yīng)截面，發(fā)現(xiàn)當(dāng) v從0增加到1時(shí)，積分反應(yīng)截面有一個(gè)輕微的增加，然后隨著振動(dòng)態(tài)的增加，反應(yīng)

4、截面緩慢減小。將得到的這些反應(yīng)截面與已有的理論值進(jìn)行了比較，二者在誤差允許的范圍內(nèi)符合的相當(dāng)好。此外，還追蹤了一條反應(yīng)軌線(xiàn)的情況，進(jìn)而研究分子核間距隨時(shí)間的變化規(guī)律，所得結(jié)果表明 Ar原子與分子離子HH+相互碰撞形成ArH+后直接遠(yuǎn)離，這個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)著直接反應(yīng)的機(jī)理，與已有的參考文獻(xiàn)中的結(jié)論是一致的。此外，結(jié)果還表明，振動(dòng)量子數(shù)的變化對(duì)該反應(yīng)體系的分子核間距隨時(shí)間的變化幾乎沒(méi)有影響，而反應(yīng)物動(dòng)能的變化對(duì)分子核間距隨著時(shí)間的變化卻影響很大。

5、
　　為了進(jìn)一步研究Ar+H2+反應(yīng)的一些性質(zhì)，在第四章對(duì)此反應(yīng)體系進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)的計(jì)算，研究了不同的質(zhì)量因子對(duì)Ar+H2+反應(yīng)的立體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，產(chǎn)物ArH+的轉(zhuǎn)動(dòng)極化在不同的質(zhì)量因子下呈現(xiàn)不同的特性，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量矢量j'的取向集中，體現(xiàn)出定向性，隨著質(zhì)量因子的增加，j'的定向性效應(yīng)越來(lái)越弱。此外還研究了振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)對(duì)反應(yīng)性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)描述k-j'兩矢量相關(guān)的P(θr)分布、描述 k-k'-j'三矢量相關(guān)的P