反应动力学中非绝热效应的研究

项目名称： 反应动力学中非绝热效应的研究

项目编号： No.21203016

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理化学

项目作者： 车丽

作者单位： 大连海事大学

项目金额： 27万元

中文摘要： 化学反应涉及原子核的运动和电子的运动，在波恩-奥本海默（Born-Oppenheimer）近似，即绝热近似下，原子核只在一个单一的势能面上运动。但实际上，存在许多情况，波恩-奥本海默近似失效，发生非绝热效应。非绝热效应一直是化学反应动力学领域一个备受关注的挑战性课题。近年来，对氟原子与氢气分子反应体系的非绝热效应的研究成为一个研究热点。本项目拟采用里德堡态氢原子飞行时间谱-交叉分子束技术研究氟原子与氢气分子反应中的非绝热效应。结合实验技术的高分辨率,在平动能谱上将非绝热通道和绝热通道的产物分开,得到各自的微分反应截面。并结合对放电氟原子束源中自旋-轨道基态氟原子和激发态氟原子的相对浓度比的测量，研究激发态氟原子与基态氟原子反应性的比,揭示该体系中的非绝热效应。

中文关键词： 非绝热效应；反应动力学；里德堡态氢原子技术；交叉分子束；含时波包

英文摘要： Chemical reactions involve both nuclear motions and electronic motions.Within the Born-Oppenheimer(BO) approximation the motion of the atoms in a chemical reaction will follow a single potential energy surface. However,the BO approximation can break down and lead to nonadiabatic effect. Nonadiabatic effect has become a vexing problem in chemical dynamics over the past decades. Recently nonadiabatic effect in reaction of fluorine atom with hydrogen molecule attracted enormous experimental and theoretical studies.In this project we plan to study nonadiabatic effect in reaction of fluorine atom with hydrogen molecule by using H-atom Rydberg tagging time-of-flight crossed molecular beam technique. Hydrogen atom products from nonadiabatic channel and adiabatic channel will be resolved in translational spectroscopy with the help of the high resolution of experimental technique. Differential cross sections of both spin-orbit ground and excited state of fluorine atom reactions with hydrogen molecule can be obtained. With the measurement of F:F* ratio in the discharge fluorine atom beam, the relative reactivity of spin-orbit excited F* and the extent of nonadiabatic effect will be determined.

英文关键词： non-adabatic effect；reaction dynamics；H-atom Rydberg tagging technique；crossed molecular beam；time-dependent wavepacket