星际冰粒上乙醛形成效率的理论计算

星际尘埃已知是 H$_2$、水、氨和甲醇等星际分子形成的重要参与者。有观点认为，所谓星际复杂有机分子 (iCOMs) 也是在星际冰粒表面通过自由基结合形成，其反应效率被假定为 1。本工作中，我们旨在以乙醛 (CH$_3$CHO) 为起始研究案例，考察这一假设的稳健性或薄弱性。文献中曾假设乙醛通过 HCO 与 CH$_3$ 在冰表面结合形成。本文报道关于其形成效率的新理论计算。为此，我们将 CH$_3$ + HCO（可形成 CH$_3$CHO 或 CO + CH$_4$）反应的能量学与动力学量子化学计算相耦合。具体地，我们将用 Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus (RRKM) 理论（含隧穿）方法计算的化学反应动力学与扩散及脱附竞争通道相结合。我们以天体化学模型所用格式提供计算结果以便于应用。我们的新计算表明，冰表面乙醛形成效率是温度、更重要的是 CH$_3$ 自由基假定扩散-结合能比 $f$ 的复杂函数。若比值 $f$ $\geq$0.4，在反应可发生的 12 至 30 K 范围内效率为 1；但若 $f$ 更小，效率急剧崩塌：当 $f$=0.3 时，其至多仅为 0.01。此外，乙醛形成始终与 CO + CH$_4$ 形成相竞争。