《低溫下含氮的原子與自由基反應的量子動力學研究》是依託南京大學，由謝代前擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低溫下含氮的原子與自由基反應的量子動力學研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝代前
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低溫下含氮的原子與自由基反應不僅與星際雲層中的重要過程(如氮氣的形成)密切相關，而且在燃燒過程和大氣化學中也具有重要的作用。低溫下自由基之間的精確的反應速率常數是天體化學模型中的關鍵參數，但實驗上仍難以探測。原子與自由基的反應由於反應路徑中沒有能壘，至少有一個中間複合物形成，且都是放熱反應，這也給動力學研究帶來了困難。在本項目中，我們將結合最先進的量子化學計算方法和量子動力學計算，構建高精度的含氮的小分子體系如NOH、NCH和N2H等的電子基態和激發態的勢能面及其非絕熱耦合；改進低溫下量子波包的計算方法，提高計算效率和精度；研究在低溫條件下相關的原子與自由基反應的反應活性及態－態動力學性質，與實驗研究緊密結合，揭示低溫環境下原子與自由基反應的本質，為進一步的實驗和理論研究提供理論依據。本項目的研究對深入了解和認識原子與自由基在低溫時的反應的細緻的微觀機制和人類生存環境的保護等具有重要意義。
結題摘要
本項目主要開展含氮的原子與自由基反應及小分子的態-態光解動力學的理論研究，取得了系列重要的研究進展。利用高級別量子化學從頭算方法和大基組發展了NOH、NC2、HCN和N2H等含氮的小分子體系的高精度的電子基態和激發態的勢能面，結合實波包傳播方法研究了在低溫條件下相關的原子與自由基反應的反應活性及態－態動力學性質，如定量預測了N+OH、N+CH和N+C2等反應的低溫速率常數，且與最新實驗結果十分吻合，揭示了一些低溫環境下原子與自由基反應的本質，為進一步的實驗和理論研究提供理論依據。研究了氨和苯酚等分子的光解動力學性質，發現在氨分子的光解過程中不能通過初態振轉模式的選擇來調控產物電子態分支比，計算的苯酚分子第一電子激發態振動基態的壽命與實驗值十分吻合，並發現常用的絕熱模型對描述錐形交叉附近的動力學過程是不正確的。在國際重要學術期刊上發表論文21篇，多次受邀在國際學術會議做報告。培養了1名博士後和5名博士。
