论文部分内容阅读
分子反应动力学是从原子、分子层次出发研究化学反应微观动态和机理的学科。近几十年来,随着实验技术和理论计算方法的相互影响,相互促进,分子反应动力学已取得很大进展,并深入到态--态反应过程的研究。Fano、Macek、和Herschbach等人开创了新的反应动力学领域--立体化学动力学。立体化学动力学具体研究反应过程中的矢量性质,可以得到微观反应的更加详细的动力学信息,从而加深对反应机理的了解。由此人们开始认识到反应碰撞还与产物的速度、角动量分布密切相关。
氯与烷烃的取代反应是大气污染中一类重要的化学反应,近年来随着地球上空臭氧层遭到严重破坏、地球温度上升,此类反应引起了广泛的关注。本文对Cl与C<,3>H<,8>、C<,3>H<,6>D<,2>、C<,3>D<,6>H<,2>和C<,3>D<,>的反应体系进行了立体动力学研究。丙烷有不同类型的氢原子,必须分别予以讨论,因此首先研究了Cl取代体系伯氢(氘)的反应。在扩展的London-Eyring-Polanyi-Sato(LEPS)势能面上,运用准经典轨线法在碰撞能为E<,col>=6.0kcal/mol的情况下计算了质心系中反应体系的四个广义极化微分反应截面(2π/σ)(dσ<,00>/dω<,t>)、(2π/σ)(dσ<,20>/dω<,t>)、(2π/σ)(dσ<,22+>/dω<,t>)和(2π/σ)(dσ<,21->/dω<,t>)以及k-j′两矢量相关的P(θ<,r>)分布、k-k′-j′三矢量相关的极角分布P(φ<,r>)以及用θ<,r>和φ<,r>表示的产物转动角动量的空间分布P(θ<,r>,ψ<,r>);接着用同样的方法对Cl取代仲氢(氘)进行了立体动力学研究,其结果与有关实验和理论符合得很好。同时,利用所计算出的结果对同位素效应进行了细致的对比研究,结果表明质量因子在产物的散射角分布和角动量分布中起着重要的作用。