采用量子波包方法与准经典轨线方法研究S(^3P)+HD反应.pdfVIP

物 理 学报 ActaPhys．Sin．Vo1．63，No．6(2014) 063402 采用量子波包方法和准经典轨线方法研究 S(3P)+HD反应 段志欣 )2)十 邱明辉2) 姚翠霞 ) 1)(中科院大连化学物理研究所，分子反应动力学国家重点实验室，大连 116023) 2)(大连交通大学理学院，大连 116028) (2013年9月27日收到；2013年 l2月6日收到修改稿) 利用量子波包方法和准经典轨线方法在一个新的。A 势能面上研究了S(。P)+HD_÷SD+H和SH+D反 应的动力学性质．计算得到了两个反应通道在碰撞能为O．8～2．2eV范围内的J=0反应几率、积分反应截面、 内同位素因子和产物转动取向因子．这些结果揭示了sf。P)+HD反应非常明显的内同位素效应．通过对势能 面和反应轨线的分析 我们发现了SD+H反应通道一个新的反应机制．sf。P)+HD反应的内同位素效应可以 利用新发现的反应机制和反应的质量组合来进行解释． 关键词：S+HD，积分截面，同位素效应，反应机制 PACS：34．50．Lf，31．15．XV，82．30．Cf DOI：10．7498／aps．63．063402 势能面0A”和0 也可能参与到S(D)+H2的反应 1 引 言 过程 中．2004年，Maiti和Schatz[7】构造 了两个三 重态势能面 (0A 和0A，)1利用构建的单重态一三重 含S分子或离子是大气化学、光化学空气污 态相互作用非绝热耦合矩阵和经典轨线的surface— 染和燃烧化学非常重要的研究对象．作为含S反 hopping方法对S(D，。P)+H2反应中电子态猝灭 应体系中最简单的一个，SH2及其同位素替代的 以及产物的转动分布进行了研究．2007年，Chu SD，／SHD体系受到了广泛的关注和研究．最早人 等 1【o]首次利用含时量子波包方法对S(D)+HD体 们的视线主要集 中在S(D)+H2及其 同位素反应 系进行了非绝热动力学理论研究．在计算中，他们 体系上，特别是文献 1『—3]的交叉分子束实验结果 使用了4个势能面 f两个简并的0A ，一个0 和一 f反应截面、产物态分布、微分散射截面和产物分支 个 ，)．计算结果显示：考虑了非绝热效应的产物 比1发表 以来，更是激发了一系列后续的理论研究 分支比远比仅在绝热势能面 上的计算结果更接 工作．Zyubin等 []和Ho等 【]最先构造出1 单 近实验测量结果． 重态的势能面，并在此基础上利用准经典轨线方法 对实验结果进行了模拟，他们发现理论计算结果和 三重态势能面0A 和0 在S(D，0P)+H2及 实验测量结果在细节上存在较大的差异．2003年， 其同位素替代反应体系扮演着重要的角色，在三 Honvault和Launay6[】利用含时量子散射理论对 重态势能面的动力学计算有助于我们全面深入的 S(D)+H2体系进行了初步的量子力学计算．之后 理解S(D，0P)+