Irradiation of water ice by C(+) ions in the cosmic environment.
Irradiation of water ice by C(+) ions in the cosmic environment.
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宇宙环境中 C( ) 离子对水冰的照射。
DOI：
10.1021/jp502738x
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
McBride EJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McBride EJ
采用第一性原理分子动力学方法研究了30 K下低能、带正电荷的碳（C+）射弹与无定形固态水团簇的相互作用。研究了初始能量为11和1.7 eV的碳离子与30个分子团簇的反应。模拟结果表明，中性异甲酰自由基，COH·和一氧化碳，CO，是这些反应的主要产物。所有这些反应都伴随着质子从反应的水分子转移到冰，在那里它形成了水合氢离子。我们发现COH·是通过C+抛射体撞击水分子后的直接“敲除”机制或通过产生COH 2+中间体形成的。在较高能量下，直接机制更为突出。CO通常在COH·解离后产生。这里观察到的甲酰基自由基HCO·的产生比气相计算更频繁。不太常见的产物是二羟甲基CH（OH）2·。虽然是一个小的结果，它的存在给出了一个指示，增加化学复杂性，可能在这样的异质环境。
We present a first-principles MD (FPMD) study of the interaction of low-energy, positively charged carbon (C+) projectiles with amorphous solid water clusters at 30 K. Reactions involving the carbon ion at an initial energy of 11 and 1.7 eV with a 30-molecule cluster have been investigated. Simulations indicate that the neutral isoformyl radical, COH•, and carbon monoxide, CO, are the dominant products of these reactions. All of these reactions are accompanied by the transfer of a proton from the reacting water molecule to the ice, where it forms a hydronium ion. We find that COH•is formed either via a direct, “knock-out”, mechanism following the impact of the C+projectile upon a water molecule or by creation of a COH2+intermediate. The direct mechanism is more prominent at higher energies. CO is generally produced following the dissociation of COH•. More frequent production of the formyl radical, HCO•, is observed here than in gas-phase calculations. A less commonly occurring product is the dihydroxymethyl, CH(OH)2•, radical. Although a minor result, its existence gives an indication of the increasing chemical complexity that is possible in such heterogeneous environments.
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DOI：
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Peter R. Schreiner;H. Reisenauer