CH_4和CD_4解离吸附的量子含时动力学研究

运用含时波包法 (time -dependentwavepacketmethod) ,对CH4和CD4在光滑静止的Ni( 10 0 )表面的解离吸附进行了量子动力学研究与计算。不同振动态下解离几率随平动能的变化曲线表明 ,反应分子的振动能对分子的解离有重要贡献 ,其反应趋势 ,与其它理论模型得到的结果一致。CH4与CD4解离几率的对数随平动能的变化曲线表明 ,CH4的解离几率比CD4的要高得多 ,这种同位素效应 ,是由它们不同的零点能和量子隧道效应引起的 ,且与实验结果符合得比较好     

D+CD4→CD3+D2反应的量子含时动力学研究

运用半刚体振动转子靶(semirigid vibrating rotor target)模型,利用含时波包法(TDWP method),对反应D+CD4→CD3+D2进行了量子含时动力学研究与计算.反应几率随平动能的变化图象,呈现出显著的量子共振特性.并通过对v=0时,j=0,1,2的反应几率以及j=0时,v=0,1的反应几率的计算,对该反应的空间效应进行了研究与分析.     

D+CD4→CD3+D2反应的四维量子散射计算

运用约化维数量子动力学理论 ,利用含时波包法 ,对反应D +CD4 →CD3+D2 进行了四维量子散射计算 .将反应多原子CD4 看作双原子D—CD3,反应D +CD4 →CD3+D2 看作单原子 双原子反应 ,把体系的反应简化为四维散射问题 .波函数的传播采用分裂算符法 ,为避免格点边界处含时波函数的边界反射 ,采用了光学吸收势法 ,在格点边界处引入光学势 ,消除边界反射 .根据CD4 分子的C3v对称性 ,选取了Jordan和Gilbert提出的半经验势能面 .计算结果表明 ,反应概率随平动能的变化图像 ,呈现出显著的量子共振特性 ,这是很多提取反应的共同特征 .而不同振动态下的反应概率随平动能的变化表明 ,随振动量子数的增大 ,反应概率有明显提高 ,且反应阈能明显降低 ,这说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献 .而对基态和第一振动激发态时散射截面的计算 ,也证明了这一结论 .同时 ,还分别通过计算量子数j,k ,m对反应概率的影响 ,对该反应的空间取向效应进行了研究 ,并与H +CH4→CH3+H2 反应进行了比较 .     

多原子分子在金属表面解离吸附的量子动力学研究

利用SVRT模型计算CD4在Ni(100)表面的解离几率随动能的变化关系, 给出对应初始状态(v=1, 2, 3, j=1)和(v=2, j=1, 3, 5)时的计算结果, 画出了解离关系曲线.     

振动和转动激发对N2在Fe(111)表面解离吸附的影响

N₂的解离化学吸附是工业合成氨的速控步骤. 基于最近构建的六维势能面,本文研究了N₂的初始振动激发和转动激发在Fe(111)表面的反应性的作用. 由于该反应具有重要的量子效应,通过六维量子动力学计算研究了入射能量低于1.6 eV 时振动激发的效应. 并采用准经典轨线计算揭示了高入射能量下的振动和转动激发的影响. 通过这些研究发现增加平动能量在一定程度上能提高解离几率,振动激发或转动激发能更有效地促进解离. 这项研究为重原子分子-表面反应的模式特异性动力学提供了有价值的见解.     

D+CD4→CD3+D2反应的四维量子散射计算

运用约化维数量子动力学理论，利用含时波包法，对反应D+CD₄→CD_{3+D2进行了四维量子散射计算.将反应多原子CD4看作双原子D—CD 3，反应D+CD4→CD3+D2看作单原子-双原 子反应，把体系的反应简化为四维散射问题. 波函数的传播采用分裂算符法，为避免格点边界处含时波函数的边界反射，采用了光学吸收 势法，在格点边界处引入光学势，消除边界反射.根据CD4分子的C3v对称性， 选取了Jordan和Gilbert提出的半经验势能面.计算结果表明，反应概率随平动能的变化图像 ，呈现出显著的量子共振特性，这是很多提取反应的共同特征.而不同振动态下的反应概率 随平动能的变化表明，随振动量子数的增大，反应概率有明显提高，且反应阈能明显降低， 这说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献.而对基态和第一振动激发态时散射 截面的计算，也证明了这一结论.同时，还分别通过计算量子数j，k，m对反应概率的影响， 对该反应的空间取向效应进行了研究，并与H+CH4→CH3+H2反应进行了比较. 关键词： 含时波包 量子散射 反应概率}     

紫外波段CH2I2分子的光解离动力学研究

利用离子速度成像方法,研究CH2I2分子在277—305nm范围内若干波长处的光解离动力学.通过同一束激光经(2+1)共振多光子电离(REMPI)过程探测光解碎片I(2P32)和I(2P12),得到了不同激发波长处的离子速度分布图像,从而获得CH2I2光解产物的能量分配和角分布.实验发现,碎片CH2I自由基有很高的内能激发,约占总可资用能的80%,该能量分配可以较好地用冲击模型来解释.实验还发现,产物I(2P32)和I(2P12)具有很不相同的平动能分布,结合所得到的碎片能量分配和角分布,我们对碎片I(2P32)和I(2P12)生成机理进行了分析,指出CH2I2分子电子激发态的绝热和非绝热解离决定了碎片的平动能分布. 关键词： CH2I2 离子速度成像 绝热和非绝热解离     

Theoretical Study of Haloacetonitrile Anions: CH2XCN- (X=F, Cl)

使用HF-SCF、Becke3-LYP和MP2理论方法和Dunnning基组aug-cc-PVTZ对卤代乙腈负离子CH2XCN-(X=F,Cl)进行一系列计算. 计算说明电子垂直贴附到中性分子是吸热反应. 构型优化的负离子CH2FCN-主要是价层束缚类型,CH2FCN-→CH2CN+F-是非绝热解离过程. 在描述负离子的电子结构以及解离贴附动力学时, 理论计算与实验结果比较得出Becke3-LYP方法是合理的,然而在CH2ClCN-→CH2CN+Cl-的解离势能曲线的计算中,MP2和Becke3-LYP方法有显著的不同.     

应用SVRT模型对氢与氘代甲烷反应的四维量子散射计算

应用SVRT(Semirigid Vibrating Rotor Target)模型和含时波包法对H CD4→HD CD3反应体系进行了量子散射计算,得出了该体系基态的反应几率,散射截面和热速率常数等量子结果,并比较了靶分子氘代甲烷中氘对氢的替代效应。     

氢及其同位素宽区状态方程的核量子效应

应用大规模第一性原理分子动力学数值模拟方法,系统研究了氢及其同位素在极端条件下的分子解离规律及状态方程,并给出了参数化的解函数拟合公式。结合分子、原子流体量子振动的一阶修正,揭示了氢及其同位素的核量子效应,解析获得了氢、氘分子在温稠密区域分子解离规律的差别。由第一性原理状态方程给出了雨贡纽曲线,与气炮、化学炸药、磁驱动、高能激光等实验数据相符合,并详细讨论了由核量子效应导致的氢、氘雨贡纽曲线的同位素效应。     

Relaxation dynamics of vibrationally highly excited H2 molecules on a Cu surface

Relaxation dynamics of vibrationally highly excited H₂ molecules on a Cu surface has been calculated by using an highly accurate potential energy surface. The results show an increase of dissociation probability as a function of vibrational quantum level and a practical absence of vibrational deactivation at low kinetic energies of impinging molecules.     

双原子分子振动能谱与离解能的精确研究

代数方法(AM)的建立解决了实验方法和精确量子力学理论方法难以获得双原子分子的包含最高振动能级在内的所有高阶振动能级的精确数值这一问题.基于LeRoy与Bernstein的工作,孙卫国等又建立了精确计算双原子分子离解能的新解析表达式.应用新公式和代数方法(AM),研究了一些双原子分子部分电子态的振动能谱和分子离解能,获得了与实验值符合非常好的理论结果.该方法在理论上提供了获得双原子分子完全振动能谱和精确分子离解能的物理新方法.     

Li_2部分电子态的完全振动能谱与离解能的精确研究

本文将孙卫国等建立的精确计算双原子分子离解能的解析表达式作为分子振动能级正确收敛的重要物理判据,应用代数方法,进一步研究了重要的碱金属Li2的5个电子态的完全振动能谱和离解能,获得了这些电子态的精确振动光谱常数,同时也得到了包括接近分子离解极限在内的完全振动能谱和与实验值符合得很好的理论离解能.这些计算结果为许多需要这些电子态振动数据的研究领域提供了重要的研究数据.     

Accurate studies on the full vibrational energy spectra and molecular dissociation energies for some electronic states of N_2 molecule

1 IntroductionAccurate results of high-lying vibrational energies and molecular dissociation energy De of diatomic electronic states are very important for thermodynamics, molecular spec- troscopy, reactive scatterings, and the collision physics of ultracold atoms. For example, the binding energy of the highest bound vibrational state to the ground vibrational state determines the s-wave scattering length. This in turn determines the low- energy (pre- dominantly s-wave) atomic elastic-scatteri…     

双原子离子振动光谱与离解能的研究

结合代数方法(AM)和最近建立的计算精确的分子离解能的新解析表达式,进一步研究了部分双原子离子电子态的完全振动能谱和离解能,获得了与实验值符合得非常好的理论结果.研究结果表明,AM方法和新解析式相结合的理论方法同样也适用于双原子离子体系,该方法在理论上提供了获得双原子离子精确的振动光谱和离解能的物理新方法.     

Accurate studies on the full vibrational energy spectra and molecular dissociation energies for some electronic states of halogen molecule

This paper obtains accurate vibrational spectroscopic constants and full vibrational energy spectrum by the algebraic method (AM) for some electronic states of halogen diatomic molecules.Motivated by the recent success of obtaining the dissociation energies of Li 2 molecule by using a new analytical formula,it further extends the formula to study the dissociation energies of halogen diatomic molecules.The results show that the AM spectrum and the theoretical dissociation energies agree well with RKR data and experimental data respectively.     

Accurate studies on the full vibrational energy spectra and molecular dissociation energies for some electronic states of N<Subscript>2</Subscript> molecule

It is usually very difficult to directly obtain molecular dissociation energy D _e and all accurate high-lying vibrational energies for most diatomic electronic states using modern experimental techniques or quantum theories, and it, is also very difficult to give accurate analytical expression for diatomic molecular dissociation energy. This study proposes a new analytical formula for obtaining accurate molecular dissociation energy based on the LeRoy and Bernstein’s energy expression in dissociation limit. A set of full vibrational energy spectra for some electronic states of N₂ molecule are studied using the algebraic method (AM) suggested recently, and the corresponding accurate molecular dissociation energies are evaluated using the proposed new formula and high-lying AM vibrational energies. The results show that the AM spectra and the new theoretical dissociation energies agree excellently with experimental data, and thereby providing a new physical approach to generating accurate dissociation energies for electronic states of diatomic molecules.     

Accurate studies on the full vibrational energy spectra and molecular dissociation energies for some electronic states of the Li2 molecule

It is usually very difficult to directly obtain molecular dissociation energy D_e and all accurate high-lying vibrational energies for most diatomic electronic states using modern experimental techniques or quantum theories, and it is also very difficult to give accurate analytical expression for diatomic molecular dissociation energy. This study proposes a new analytical formula for obtaining accurate molecular dissociation energy based on the LeRoy and Bernstein's energy expression in dissociation limit. A set of full vibrational energy spectra for some electronic states of Li₂ molecule are studied using the algebraic method (AM) suggested recently, and the corresponding accurate molecular dissociation energies are evaluated using the proposed new formula and high-lying AM vibrational energies. The results show that the AM spectra and the new theoretical dissociation energies agree very well with experimental data, and thereby providing a new physical approach to generating accurate dissociation energies for electronic states of diatomic molecules.     

以交叉分子束及时间切片离子速度成像法研究产物成对相关讯息

研发了一种新颖的实验方法 ,用以在交叉分子束条件下测量双分子反应产物的成对相关 (paircorrela tion)讯息 .作为尝试 ,首先选取了F +CD4/CHD3 /CH4反应体系 .结合时间切片离子速度成像与交叉分子束技术 ,可直接测得产物态分辨且成对相关的角分布 .已研究了产物成对相关的几个方面 ,阐释了碰撞能效应 .测量表明 ,产物角分布对HF/DF产物振动态有极强的相关性 ,同时对甲基产物的振动态也有不可忽视的相关性 .在低碰撞能时 ,在F +CH4多原子反应中 ,首度发现了反应动态共振的证据 .