甲基胺在HCN和HNC固态氢化网络中的作用
星系天体物理
2026-04-13 v1
摘要
本文旨在为将HCN和HNC氢化至甲胺(Ch3NH2)的网络提供系统且定量的描述，同时识别主要通路与瓶颈。为此，我们对HCN和HNC至Ch3NH2之间包含的中间体进行了全面的量子化学研究，涵盖H加成、H抽象、与H2反应以及水助H转移异构化。计算在14分子的无定形水冰簇上进行。采用经基准密度泛函理论，推导活化能，阐明机制，确定H2CN和CNH2的结合能分布，并评估氢示异位效应。H加成反应通常具有活化能，除非为自由基。结合活化能与隧穿越临界温度，最有利的通路源自HNC而非HCN。网络向甲基胺(H2CNH)——即中心物种——或单性羰胺HC:NH2发展，后者可进一步氢化生成甲胺。在这些通路中，多个反应无活化能，而某些H抽象过程与加成竞争。涉及H2的反应较少，因大多数为内能反应。氢示替代对经典活化能影响较弱，但显著影响隧穿效率。我们的结果支持HNC在冷星际冰中高效生成甲基胺和甲胺，甲基胺作为化学“汇”，而HCN更不活跃，可能持续存在。这些发现为星际化学模型提供了定量约束。
引用
@article{arxiv.2604.09228,
title = {Methanimine as a sink in the HCN and HNC solid state hydrogenation network},
author = {Joan Enrique-Romero and Thanja Lamberts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.09228},
year = {2026}
}
备注
Accepted in A&A (Apr 2026)