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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 計算模擬區(qū) » 分子模擬 » 其他 » 分子動力學研究領域的又一重要進展
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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
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分子動力學研究領域的又一重要進展 已有6人參與
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-------------------------------------------------------------------------------- 作者:楊俊林 高飛雪 發(fā)表時間:2011-07-25 來源:化學科學部 2011年7月22日, 美國《科學》雜志發(fā)表了由中國科學院大連化學物理研究所分子反應重點實驗室的張東輝、楊學明等人撰寫的文章”Experimental and theoretical differential cross sections for a four-atom reaction: HD+OH→H2O+D” (四原子反應的實驗與理論微分截面：HD+OH→H2O+D，Science 333, 440(2011))。這一研究成果是我國科學家在化學反應動力學研究領域的又一重要進展。 化學反應微分截面是反應碰撞中反應散射到特定空間角度的反應物之間的有效碰撞面積，是化學動力學實驗能測量的最為精細的物理量, 也是研究化學反應機理最為重要的物理量之一。 理論上，微分界面是通過構造原子核間相互作用勢能面并由精確求解勢能面上核運動的薛定諤方程而得到。1976年加州理工學院的Schatz和他的導師Kuppermann教授首次計算得到了最簡單三原子H+H2反應的態(tài)態(tài)微分截面,開啟了三原子精確量子動力學研究的時代。三十多年來，隨著更為有效的量子反應動力學方法和計算機技術的發(fā)展，三原子態(tài)-態(tài)量子動力學的研究取得了巨大成功。在精確的勢能面上，量子反應動力學研究可以提供和實驗有著同等精度的動力學結果, 理論與實驗的緊密結合揭示了許多重要三原子化學反應的本質和機理, 對于提升化學反應本質的認識做出了重要貢獻。但是，把量子動力學研究從三原子反應體系擴展到四原子反應體系絕對不是一項簡單的任務：體系的自由度從三原子體系的3個增加到四原子體系的6個，相應的計算難度與復雜度的增加是巨大的。因此, 三十多年來, 四原子體系的精確量子動力學研究一直沒有取得很大的進展。 張東輝等人經過長期的研究，終于在近期發(fā)展完善了一套有效的四原子態(tài)-態(tài)量子動力學理論與計算方法，使全維態(tài)-態(tài)量子動力學理論計算成為可能。他們在復旦大學徐昕教授的幫助下，構造了一個OH3體系更為精確的勢能面，并在該勢能面上首次得到了HD+OH→H2O+D反應全維量子散射微分截面，與楊學明實驗研究組的高分辨交叉分子束實驗結果高度的吻合。H2+OH反應作為最為簡單的一個四原子反應，在燃燒反應中扮演著非常重要的角色。由于包含三個氫原子，它是精確量子動力學研究的一個理想體系，為四原子體系的一個基準性反應。HD+OH反應作為它的一個同位素取代反應，在四原子反應動力學研究中有著重要意義。 這一研究工作長期得到國家自然科學基金等項目的資助。 [ Last edited by yexuqing on 2011-7-26 at 17:05 ] |
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