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H+MgH^+\rightarrowMg^++H_2反应中由非绝热耦合引起的复合物形成反应机理

Non-adiabatic Couplings Induced Complex-Forming Mechanism in H+MgH^+\rightarrowMg^++H_2 Reaction

  • 摘要: 一个化学反应的过程可能涉及多个绝热电子态,其中的非绝热耦合对反应机理起着重要的作用. 本文采用含时量子波包方法和轨线面跳跃方法研究了非绝热耦合对H+MgH^+\rightarrowMg^++H_2反应的影响. 通过理论计算得到了绝热和非绝热近似下的反应态-态分辨的积分截面. 计算结果表明,当计算中忽略非绝热耦合时,反应遵循直接剥离的反应机理. 然而,当计算中包含非绝热耦合时,在反应过程中可以形成一个长寿命的激发态复合物(MgH_2^+)^*,进而使反应遵循复合物形成反应机理. 通过轨线面跳跃计算,进一步揭示了直接剥离和复合物形成反应机理. 由非绝热耦合引起的复合物形成反应机理不仅提高了反应的活性,并且对产物的振动态分布具有显著影响.

     

    Abstract: A chemical process may involve multiple adiabatic electronic states, and non-adiabatic couplings play an important role in the reaction mechanism. In this work, the effect of non-adiabatic couplings in the H+MgH^+\rightarrowMg^++H_2 reaction are studied using the time-dependent wave packet method and trajectory surface hopping method. The calculated results show that the reaction follows a direct abstraction process when the non-adiabatic couplings are neglected. However, when non-adiabatic couplings are included in the calculations, a long-lived excited state complex (MgH_2^+)^* can be formed during the reaction. These direct and complex-forming reaction pathways are revealed by trajectory surface hopping calculations. The non-adiabatic couplings induced complex-forming mechanism not only increases the reactivity but also has significant effect on the product vibrational state distribution.

     

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