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NeH_2~+解析势能面及其动力学研究

作　者: 肖静
导　师: 杨传路
学　校: 鲁东大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 势能面解析势能函数准经典轨线立体反应动力学矢量相关
分类号: O641.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

稀有气体离子反应已经引起了科学家的广泛关注。Ne+H₂⁺反应是最基本的稀有气体离子反应之一,是研究其他复杂稀有气体反应的基础。基于Ne+H₂⁺反应的重要性,本文运用多参考组态相互作用（MRCI）方法重新构建了一个新的势能面,并在此势能面基础上研究了这个反应的动力学性质。运用MRCI/ aug-cc-pVQZ方法计算了NeH2+体系大量的能量点,但是我们发现势能面上存在一些没有物理意义的能量点。为了消除这些点,采用两态平均的CASSCF方法获得MRCI计算轨道,然后再用MRCI/ aug-cc-pVQZ方法进行从头计算,总共计算了32038个点。首先运用MS函数对两体项进行拟合,然后把两体项的拟合结果代入三体项中进行三体项的拟合。选用了31000个合理的能量点采用AP函数和最小二乘法进行三体项的拟合,拟合误差与文献报道的该体系的误差相当,但是我们势能面覆盖的范围较广,可以进行更广泛的动力学计算。利用新构建的势能面和准经典轨线方法研究了Ne+H₂⁺反应的动力学性质。为了验证新构建势能面的准确性,计算了不同振动能级和不同碰撞能的积分反应截面,并和Lv等人[1]、Mayneris等人[2]的理论值以及张等人[3]的实验值进行了对比,计算结果较以前势能面的计算结果有一定的改善。为了能够更加全面的了解Ne+H₂⁺反应的微观反应机制,还研究了Ne+H₂⁺→NeH⁺+H反应的立体动力学性质。主要包含:（1）不同的碰撞能0.7, 1.7和2.7eV对立体动力学的影响。（2）靶原子被同位素全部取代Ne+H₂⁺/ Ne+D2+/ Ne+T₂⁺产物的立体动力学效应。（3）反应物分子中的某个原子被同位素取代Ne+H₂⁺/ Ne+HD⁺/ Ne+HT⁺,两个反应通道中产物的同位素效应。通过比较结果发现了一些有趣的现象,我们对这些现象进行了解释。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章前言  9-13
  1.1 分子势能函数研究进展  10-11
  1.2 分子反应动力学研究进展  11
  1.3 本文的立题背景主要研究内容、目的和意义  11-13
第二章理论计算方法  13-30
  2.1 势能面理论  13-19
    2.1.1 势能面的几何表示与坐标的选择  13-14
    2.1.2 势能面的拟合  14-17
      2.1.2.1 数据点的计算  14
      2.1.2.2 势能面的解析表达式  14-17
      2.1.2.3 势能面的拟合  17
    2.1.3 等值线图的表示  17-19
  2.2 准经典轨线研究分子反应动力学的方法  19-30
    2.2.1 准经典轨线计算原理  19-24
    2.2.2 反应产物的空间定向和取向  24-27
    2.2.3 立体反应动力学的计算原理  27-30
第三章 NeH_2~+解析势能面的构造  30-38
  3.1 从头计算能量点  30-31
  3.2 势能面的拟合  31-37
    3.2.1 两体项的拟合  31-32
    3.2.2 三体项的拟合  32-35
    3.2.3 NeH_2~+解析势能面的特征  35-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章 NeH_2~+动力学的计算  38-52
  4.1 NeH_2~+标量性质的计算  38-42
    4.1.1 计算细节  38
    4.1.2 结果与讨论  38-42
  4.2 NeH_2~+立体动力学  42-51
    4.2.1 准经典轨线计算细节  42
    4.2.2 碰撞能对NeH_2~+立体动力学的影响  42-45
    4.2.3 Ne+H_2~+/ Ne+D_2~+/ Ne+T_2~+立体动力学性质  45-48
    4.2.4 Ne+H_2~+/ Ne+HD~+/ Ne+HT~+立体动力学计算  48-51
  4.3 本章小结  51-52
第五章结论与展望  52-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
攻读硕士学位期间发表和完成的论文  58

NeH_2~+解析势能面及其动力学研究

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