XH 2 O - 体系反应动力学的理论研究及多通道探测的交叉分子束装置研制

发布时间：2023-05-07 03:07

　　分子反应动力学是从原子、分子层次上研究化学反应微观原理的一门前沿学科。在波恩-奥本海默近似的理论框架下,我们可以利用大量分子构型的电子结构计算来构建化学反应的势能面,然后在势能面上进行经典或量子的动力学计算,获得化学反应的动力学信息,如积分反应截面、微分反应截面、反应共振和振转光谱等。实验上,以交叉分子束为代表的实验技术使得我们可以精确地测量一个设计好的化学反应,获得其散射角分布、产物平动能分布等实验信息。本论文的工作主要分两部分,涉及理论反应动力学与实验反应动力学。在理论反应动力学部分,本论文构建了如下几个负离子体系的高精度神经网络势能面:F(H₂O)-、OH₃^-、F(H₂O)^-ICH₃,并基于神经网络势能面对体系中重要的动力学问题展开研究。精确的势能面是化学动力学理论研究的前提,本论文中使用的基本不变量-神经网络(FI-NN)以最小数量的多项式集合来描述具有交换对称性的分子结构,使用神经网络来拟合大批量电子结构数据,是当前构建势能面的最优选择。由于负离...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 分子反应动力学简介
    1.2 分子反应动力学的理论研究方法
    1.3 用散射方法研究基元化学反应
        1.3.1 交叉分子束
        1.3.2 量子散射理论
    1.4 用负离子光电子能谱探测过渡态
        1.4.1 负离子光电子谱技术
        1.4.2 负离子光电子谱的理论处理
    1.5 论文安排
第2章 动力学的基本理论与方法
    2.1 势能面的构建方法
        2.1.1 神经网络
        2.1.2 构型选取方法
    2.2 准经典轨线计算
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 产物振动态分析
    2.3 含时波包法
        2.3.1 基本原理
        2.3.2 初始态选择的动力学
第3章 FH₂O^-势能面的构建及光脱附研究
    3.1 背景介绍
    3.2 理论方法
        3.2.1 势能面构建
        3.2.2 光电子能谱的模拟方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 负离子束缚态计算
        3.3.2 光脱附动力学
        3.3.3 同位素效应对光电子能谱的影响
    3.4 小结
第4章 OH3
-势能面的构建及OH^-+D₂反应机理研究
    4.1 背景介绍
    4.2 势能面构建
    4.3 质子转移反应的准经典轨线研究
    4.4 小结
第5章 ICH₃FH₂O^-体系全维势能面的构建及亲核取代反应动力学研究
    5.1 背景介绍
    5.2 势能面构建
    5.3 准经典轨线动力学研究
        5.3.1 微溶剂化对亲核取代反应性的影响
        5.3.2 亲核取代反应的散射动力学研究
    5.4 小结
第6章 多通道氢里德堡态标记时间飞行谱-交叉分子束装置的研制
    6.1 基本的实验技术
        6.1.1 分子束技术
        6.1.2 氢原子里德堡标记飞行时间谱技术
        6.1.3 离子成像技术
    6.2 仪器搭建及初期测试
        6.2.1 真空与束源系统
        6.2.2 激光系统
        6.2.3 探测与数据采集系统
    6.3 仪器测试
    6.4 多通道探测器的增益标定
    6.5 HRTOF用于催化体系中的H自由基探测
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3810131