详细介绍:
大连化学物理研讨所研讨员刘舒团队在振荡激起的氟+氢氘水(F + HOD)反响中发现了由化学键软化导致的动力学共振。相关研讨成果宣布在《物理化学快报》上。
曩昔十几年间,研讨人员建立了F + H2/HD HF + H/D反响中共振的物理图画。在过渡态区域,产品H/D原子和HF中的H原子之间有构成化学键的倾向,下降HF键强度或软化HF键,使HF表现出很大的非谐性,从而在H/DHF(v=3/4)振荡绝热势能曲线上发生了特别的势阱支撑反响共振态,这个现象被称为化学键软化。
此前,该团队在F + H2O HF + OH反响中发现,OHHF(v=2)振荡绝热势阱中存在动力学共振,可是这个势阱是出口通道的氢键势阱,与F + H2反响的HHF(v=3)振荡绝热势阱具有本质上的不同。如果说化学键软化共振是由一个动力学进程引起的,那F + H2O中的共振便是由反响势能面的描摹引起的。可是,F + H2O和它的同位素替代反响中是否有因为化学键软化导致的动力学共振尚不清晰。
该研讨中,该研讨团队在准确的神经网络势能面上对F + HOD(vOH=1) HF + OD反响和F + HOD(vOD=1) DF + OH反响进行了态态量子散射核算。研讨发现,总的反响几率上有许多显着的振荡,阐明这两个反响中有共振存在。与基态反响比较,振荡激起反响的反响性和几率的振荡振幅都有明显的增强。此外,和F + H2O反响共振波函数遍历整个氢键势阱不同,F + HOD(vOH/vOD=1)反响的共振波函数要更窄而且更接近势垒。具体的剖析标明,这两个反响的振荡结构来源于捆绑在ODHF(v=3)/OHDF(v=4)振荡绝热势阱中的动力学共振,这个势阱比氢键势阱更深更接近势垒,是因为HF/DF化学键软化发生的,只能经过HOD(vOH=1)/HOD(vOD=1)反响途径抵达。因而,该研讨证明了化学键软化共振在包括振荡激起分子的反响中广泛存在。
该团队还发现,包括F的氢抽取反响具有类似的共振进程。因为HF是很强的化学键,其他产品在过渡态区域与HF(v=2)的相互作用不能使它软化。F + H2O基态反响沿着OHHF(v=2)振荡绝热曲线进行,所以共振发生在氢键势阱里。当HF键被激起到更高能态上,它的弹性区域变得更宽,使得它更简单被软化。F + H2/HD、F + HD、F + HOD与HF HF(v=3/4)振荡绝热曲线相关联,其共振发生在化学键软化势阱中。而关于DCl这类较弱的化学键,只需要激起到v=2态上就可以轻松被软化,从而在HDCl(v=2)振荡绝热势上发生特别势阱,导致Cl + HD(v=1) DCl + H反响中的共振。
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