低温下 D$^+$ + H$_2$ $\rightarrow$ HD + H$^+$ 反应的比速率系数:环聚合物分子动力学与准经典轨迹研究
化学物理
2018-11-14 v1
摘要
D 与 H 之间的反应在低温天体化学中起着重要作用,并作为简单离子-分子反应的原型。其基态 具有极小的热力学势垒(最高达 1.8 eV),反应通过形成位于深度至少 0.2 eV 势阱中的中间络合物而进行,因此对动力学研究构成挑战。本工作中,我们在 20 100 K 温度范围内,基于 Aguado 等人开发的全程势能面 [A. Aguado, O. Roncero, C. Tablero, C. Sanz, and M. Paniagua, J. Chem. Phys., 2000, 112, 1240],利用环聚合物分子动力学(RPMD)和准经典轨迹(QCT)方法分析标题反应。计算所得的热 RPMD 与 QCT 速率系数几乎与温度无关,落在 1.34 2.0110 cm s 范围内。它们也与先前的时间无关量子力学和统计量子方法计算非常吻合。此外,我们观察到反应物间渐近分离距离的选择会在低温区间(20 50 K)显著改变速率系数。因此,对于动力学研究,尤其在天体化学意义重大的极低温下,正确设定该参数值至关重要。我们最后得出结论:未来非常需要对标题反应进行实验速率测量。
引用
@article{arxiv.1809.03929,
title = {The low temperature D$^+$ + H$_2$ $\rightarrow$ HD + H$^+$ reaction rate coefficient: a ring polymer molecular dynamics and quasi-classical trajectory study},
author = {Somnath Bhowmick and Duncan Bossion and Yohann Scribano and Yury V. Suleimanov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.03929},
year = {2018}
}