化学反应体系是什么(四原子化学反应体系研究获突破)

化学反应微分截面的实验测量可以最详细地反映化学反应的本质特征，量子动力学理论计算的最终目的是通过求解原子核在势能面上运动的薛定谔方程来获得基本化学反应的微分截面。在过去的几十年里，通过包括大连， 中科院，化学物理研究所的杨学明和张东辉在内的科学家们的不懈努力，人们已经基本解决了三原子化学体系的量子动力学问题，并且可以定量计算三原子体系的微分散射截面。然而，从三原子体系发展到越来越复杂的反应体系是一个巨大的挑战。作为前进的第一步，四原子系统是三原子系统中的对，系统的自由度从3增加到6，这意味着势能面的构造和散射动力学的计算在难度和计算量上都有很大的增加。例如，在对，对势能面的计算中，如果在每个维度上计算100个点，那么四原子系统的六个自由度就是对对三原子系统的三个自由度，并且要计算的点的数量将增加一百万倍！然而，由于原子核和电子数量的增加，能量计算的难度和计算量以及每个位置势能面的拟合都大大增加。由此可见，量子动力学的理论计算已经从三原子系统发展到四原子系统，其难度超乎想象。

H2氢 H2O氢反应体系是四原子反应体系的一个基本例子，是燃烧化学和星际化学中的一个重要反应，其逆反应是研究模式选择化学的一个模型。在过去的几年里，大连化工学院的杨学明和张东辉研究小组研究了对氢氧同位素取代反应的反应动力学。理论上，他们发展了一种非常有效的含时波包方法，可以精确计算对六自由度的四原子反应，同时，他们用更精确的方法构造了反应体系的势能面，从而完成了系统第一个全维量子态分辨率的动态计算。在实验上，他们用高分辨率的交叉分子束方法测量了不同反应能下HD OH H2O D的微分截面及其与碰撞能的关系。实验结果与理论计算结果吻合较好。这是对第一次四原子反应体系的态-态微分截面与理论和实验结果高度一致，这是分子反应动力学研究的一个重要突破，也意味着大连化学工业研究所继续牢牢占据分子反应动力学的国际领先地位。

该研究得到了科技部和基金委，国家自然科学基金的支持，研究结果发表在7月22日出版的《美国《科学》期刊》(Science333，440(2011))上。(资料来源：大连，中科院化学物理研究所)

硕士论文，职称论文，医学职称毕业论文、论文发表论文网论文发表，更多详细信息请关注研究生毕业论文网。原文链接：《科学》发表论文摘要(英文)英文摘要：量子动力学理论已经发展到这样一个阶段：自从30多年前第一次对氘系统进行这样的计算以来，现在可以对三原子系统进行高精度的常规计算。然而，对于超过三个原子的反应，微分截面的高精度量子动力学计算是不可行的。我们最近开发了一种量子波包方法来计算四原子反应的全维微分截面。在这里，我们报告了在精确势能面上进行的原型氢氧 H2O反应的基准计算，其产生的微分截面与高分辨率交叉分子束实验的结果非常一致。