无定形固态水表面上 H2CO+H 的隧穿速率常数
星系天体物理
2020-09-14 v1
摘要
甲醛（H2CO）是覆盖星际尘埃颗粒的冰幔中观测到的最丰富分子之一。研究其演化有助于我们理解复杂有机分子在各种星际环境中的形成。在这项工作中，我们使用量子力学/分子力学（QM/MM）模型研究了 H2CO 在无定形固态水（ASW）表面上的氢化反应，生成 CH3O、CH2OH，以及导致 H2+HCO 的氢抽取反应。H2CO 在 ASW 表面上的结合能变化很大，从 1000 到 9370 K。未发现结合能与氢化反应活化能之间的相关性。将瞬子理论与 QM/MM 建模相结合，我们计算了 H+H2CO 表面反应三个产物通道的 Langmuir Hinshelwood 与 Eley Rideal 机制的速率常数，低至 59 K。我们发现生成 CH2OH 的通道可忽略，因其高活化势垒导致速率显著低于另外两条通道。ASW 表面有利于 CH3O 的形成（分支比 80%）并阻碍 H2CO 解离为 H2+HCO。此外，动力学同位素效应在所有反应通道中均很强，且在各通道间差异显著。最后，我们提供了供天体化学模型使用的速率常数拟合。
引用
@article{arxiv.2009.05442,
title = {Tunneling Rate Constants for H2CO+H on Amorphous Solid Water Surfaces},
author = {Lei Song and Johannes Kästner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.05442},
year = {2020}
}