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氯加氢化学反应中玻恩-奥本海默近似的适用性
  • ISSN号:1009-2412
  • 期刊名称:中国基础科学
  • 时间:0
  • 页码:781-786
  • 语言:中文
  • 分类:O643.1[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院大连化学物理研究所,大连116023
  • 相关基金:国家973计划项目(2007CB815200).
  • 相关项目:分子反应动力学的实验与理论研究
作者: 杨学明|
中文摘要:

玻恩-奥本海默近似是量子化学以及化学动力学理论研究的重要基石之一,它对于化学反应过程中的动力学非常重要。但是在Cl+H2反应中该近似的适用性一直以来备受争议。本研究利用高灵敏度的交叉分子束实验,对Cl//Cl^*+H2反应进行了交叉分子束反应散射的实验研究。实验结果表明激发态Cl‘原子的反应性在低碰撞能下与基态的C1原子的反应性相当,说明玻恩-奥本海默近似在低能时的适用性存在问题。但是,随着碰撞能量的增加,相对于基态C1原子,Cl^*原子与H2的反应快速下降,这表明在Cl+H2这一反应中玻恩-奥本海默近似在高碰撞能时是适用的。这一结果得到精确动力学理论研究的证实,而且解决了一个长期有争议的重要科学问题。

英文摘要:

The Born-Oppenheimer Approximation is the keystone to quantum chemistry and chemical dynamics. This approximation, also called adiabatic approximation, enables us to picture molecules as a set of nuclei moving over a potential energy surface. In this work, crossed molecular beam scattering experiment on the CI/CI* + H2 reaction was carried out, based on hydrogen-atom Rydberg tagging detection technique, the ex perimental results reveal that even though CI* + H2 is almost equally important to C1 + H2 at low collision energy, suggesting the B-O approximation cannot be ap- plied at low collision energy. As collision energy increases, the CI* reaction becomes relatively much smaller relative the C1 reaction, implying that the B-O approximation works at higher collision energy. These results are in excellent agreement with fully quantum-reactive scattering calculations. This study resolves a longstanding disagreement between theory and experiment and confirms our ability to simulate accurately chemical reactions on multiple potential energy surfaces.

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期刊信息
  • 《中国基础科学》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主办单位:科学技术部基础研究管理中心
  • 主编:程津培
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  • 邮箱:cbs@htrdc.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:1009-2412
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4427/G3
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