大連化物所在模式選擇化學(xué)領(lǐng)域取得新進(jìn)展

2015-11-05 13:58:58大連化學(xué)物理研究所閱讀量：3088      我要評(píng)論

　 【中國(guó)化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 技術(shù)前沿】近日，*大連化學(xué)物理研究所分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在化學(xué)方面取得進(jìn)展，證實(shí)了H H2O振動(dòng)激發(fā)反應(yīng)中的局域模式圖像。

近日，*大連化學(xué)物理研究所分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士劉舒、研究員張東輝在模式選擇化學(xué)領(lǐng)域取得新進(jìn)展，證實(shí)了H H2O振動(dòng)激發(fā)反應(yīng)中的局域模式圖像。相關(guān)研究成果以A local mode picture for H atom reaction with vibrationally excited H2O: A full dimensional state-to-state quantum dynamics investigation 為題在線(xiàn)發(fā)表在Chemical Science 雜志上。

　　 H H2O→H2 OH及其同位素取代物作為簡(jiǎn)單的模式選擇反應(yīng)得到了理論和實(shí)驗(yàn)的廣泛研究。在固有模式（normal mode）圖像中，H2O分子的對(duì)稱(chēng)（symmetric）和反對(duì)稱(chēng)（asymmetric）伸縮激發(fā)態(tài)以不同的方式振動(dòng)，并且兩個(gè)OH鍵被同等地激發(fā)起來(lái)。所以人們通常認(rèn)為，H2O分子與入射的H原子反應(yīng)斷裂一個(gè)OH鍵之后，剩下的OH會(huì)保留振動(dòng)激發(fā)。但是Richard N. Zare等人的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，D2O反對(duì)稱(chēng)伸縮基頻態(tài)(001)和(011)得到的產(chǎn)物OD幾乎沒(méi)有振動(dòng)激發(fā)（J. Phys. Chem. 97, 2204 (1993)）。他們提出用局域模式（local mode）圖像來(lái)解釋?zhuān)欢@個(gè)假定從未被理論研究證實(shí)。

　　大連化物所研究人員在理論上對(duì)H H2O初始基態(tài)、對(duì)稱(chēng)和反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)激發(fā)態(tài)反應(yīng)進(jìn)行了全維態(tài)-態(tài)量子動(dòng)力學(xué)研究。計(jì)算發(fā)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)和反對(duì)稱(chēng)激發(fā)態(tài)反應(yīng)表現(xiàn)非常相似，更重要的是產(chǎn)生的OH都只有很小一部分在v=1態(tài)上，分布比例和基態(tài)與激發(fā)態(tài)的相對(duì)反應(yīng)性非常接近，從而證實(shí)了local mode圖像，以及不反應(yīng)的OH鍵在反應(yīng)中作為旁觀(guān)者。在local mode圖像中，(100)和(001)態(tài)可以看作局域伸縮的線(xiàn)性組合，入射的H原子傾向于激發(fā)起來(lái)的OH反應(yīng)，使得產(chǎn)物OH主要在基態(tài)。這項(xiàng)的理論工作進(jìn)一步加深了對(duì)模式選擇化學(xué)的理解。

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