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随着实验和理论的进一步发展,分子反应动力学已经深入到了态-态反应的新层次。在原子与分子碰撞反应中,反应的矢量和标量性质具有同等重要的意义,反应的矢量性质揭示了反应的立体动力学信息。只有把标量和矢量性质结合起来才能给出一个完整的反应动力学图像。准经典轨线理论是研究分子反应立体动力学的重要方法之一。
本文采用准经典轨线方法在最新的LEPS势能面上对F+HBr反应体系的动力学进行了深入的理论研究。引言部分介绍了分子反应动力学以及立体动力学的发展和研究现状。第二部分介绍了准经典轨线计算理论方法,矢量相关以及势能面的基本知识。在第三部分,给出了F+HBr反应体系的准经典轨线计算结果。在碰撞能为0.01-0.5eV的范围内,计算了反应几率、反应物HBr分子的转动激发对反应几率的影响、积分散射截面和产物HF分子的角度分布。在同样碰撞能范围内,碰撞能对产物HF转动取向参数的影响也得到了研究。我们结合F+HBr反应体系的质量组合效应和势能面的性质对计算得到的结果进行了讨论,给出了合理的动力学解释。在碰撞能为0.1eV、0.2eV和0.3eV的范围内,F+HBr反应的矢量相关性质也得到了计算。我们给出了在质心坐标系下的四个极化依赖微分反应截面,P(θr)分布和P(φr)分布也得到了计算,计算结果显示产物分子HF的角动量不但取向,而且沿y轴定向。本文还讨论碰撞能和反应物分子的转动激发对立体动力学性质的影响,结合“瞬时冲击模型”给出了合理的理论解释。最后,我们讨论了同位素效应对该反应体系的影响,结果发现F+HBr体系的同位素效应不明显。最后,在第四部分给出了本文的结论。