存在对相互作用时的扩散影响反应速率
软凝聚态物质
2019-10-24 v1 化学物理
摘要
溶液中双分子反应的动力学除其他因素外，还取决于分子间作用力，如空间排斥或静电相互作用。从微观上看，一对分子必须先通过扩散相遇，反应才能发生。本工作中，我们将 Doi 的体积反应模型推广到通过对势相互作用的分子，这是基于相互作用粒子的反应扩散(iPRD)模拟的关键要素。作为核心结果，我们在此情形下建立了模型参数与宏观反应速率常数之间的关系。我们求解了稳态下的相应反应扩散方程，并推导了反应速率常数与局域浓度分布的半解析表达式。我们的结果适用于从充分混合到扩散限制动力学的全谱。对于极限情形，我们给出了显式公式，并为包括中间扩散影响区的一般情形提供了计算代价低的数值方案。所得速率常数可唯一分解为遭遇速率与形成速率，我们讨论了势对两个子过程的影响，并以软谐排斥与 Lennard-Jones 势为例说明。该分析辅以广泛的随机 iPRD 模拟，我们发现与理论预测高度吻合。
引用
@article{arxiv.1908.07764,
title = {Diffusion-influenced reaction rates in the presence of pair interactions},
author = {Manuel Dibak and Christoph Fröhner and Frank Noé and Felix Höfling},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07764},
year = {2019}
}