小分子反应体系的多电子态耦合势能面和微观动力学
结题报告
批准号:
21473218
项目类别:
面上项目
资助金额:
88.0 万元
负责人:
边文生
学科分类:
B0304.化学动力学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
申志涛、付铭凯、张春芳、吴锋
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中文摘要
旋轨耦合和锥型交叉会引起分子反应中多个电子态之间的耦合,在此情形下,量子态层次的微观动力学研究有赖于多级耦合势能面的构建。本项目拟围绕多个电子态耦合所衍生的重要科学问题,选取CH3Cl光解和C+H2反应为典型, 在高精度耦合势能面和量子动力学层次,深入研究典型反应体系的微观动力学。上述两类反应在大气化学、天体物理等领域中扮演了重要的角色。将会揭示出多个电子态耦合在分子反应中的重要作用,可望发现新的反应机理,认识旋轨耦合、锥型交叉等与分子振动结构和反应性的关系。本项目的研究结果将具有重要的理论和学术价值;而且对于深入了解所涉反应的微观机理,合理解释实验现象,正确理解大气化学等领域中的反应机制具有重要的意义。
英文摘要
Spin-orbit coupling and conical intersections can induce couplings among multiple electronic states in molecular reactions, in which case dynamical studies at the quantum state level depend on the construction of multiple coupled potential energy surfaces(PESs). Aiming at important scientific issues related to multiple electronic-state couplings, we will conduct theoretical studies at the level of highly accurate coupled PESs and quantum dynamics on the reaction dynamics of prototype reactive systems, such as CH3Cl and C+H2. These prototype reactions are very improtant in atmospheric chemistry and astrophysics. Our studies will reveal the important effects of the multiple electronic-state couplings on molecular reactions, identify new reaction mechanisms, and understand the relationship between the spin-orbit coupling and conical intersections and molecular vibrational structures and reactivity. It is expected that the research results of this program are not only of great theoretical and academic value, but also important for undestanding the detailed reaction mechanisms, for explaining many special experimental phenomena, and for understanding the basic mechanisms in such fields as atmospheric chemistry.
本项目围绕多个电子态耦合所衍生的重要科学问题,选取C+H2等在大气化学、天体物理等领域中扮演重要角色的典型反应体系,深入研究了其微观动力学。我们的研究揭示了电子激发态和多个电子态耦合在分子反应中的重要作用,发现了新的反应机理。其中,我们提出了化学反应中范德华鞍的概念,揭示了电子激发态势能面的重要作用和范德华鞍在深阱控速反应中的动态学影响,取得了标志性成果[参见Nature Commun. 8, 14094 (2017)]。我们还揭示了锥形交叉引起的势垒和络合物对势能面和分子反应动态学的影响。本项目的研究取得了一系列成果,在国际重要刊物发表了10多篇论文,产生了有意义的发现和创新性的结果。这些成果不仅具有重要的理论和学术价值,而且对于深入了解所涉反应的微观机理、合理解释实验现象、正确理解大气化学等领域中的反应机制等具有重要的意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The hydrogen tunneling splitting in malonaldehyde: A full-dimensional time-independent quantum mechanical method
丙二醛中的氢隧道分裂:一种全维时间无关的量子力学方法
DOI:10.1063/1.4960789
发表时间:2016
期刊:J. Chem. Phys.
影响因子:--
作者:Feng Wu;Yinghui Ren;Wensheng Bian
通讯作者:Wensheng Bian
DOI:--
发表时间:2015
期刊:J. Chem. Phys.
影响因子:--
作者:Zhitao Shen;Jianwei Cao;Wensheng Bian
通讯作者:Wensheng Bian
DOI:10.1021/acs.jpclett.5b00672
发表时间:2015-05
期刊:The journal of physical chemistry letters
影响因子:--
作者:Y. Ren;W. Bian
通讯作者:Y. Ren;W. Bian
Ab initio conical intersections for the Si(D-1) + H-2 reaction system: a lowest five singlet states study
Si(D-1) H-2 反应体系从头算锥形相交:最低五种单线态研究
DOI:10.1039/c7ra01021d
发表时间:2017
期刊:RSC Advances
影响因子:3.9
作者:Yanan Wu;Chunfang Zhang;Haitao Ma
通讯作者:Haitao Ma
DOI:10.1021/acs.jpca.6b00340
发表时间:2016
期刊:Journal of Physical Chemistry A
影响因子:2.9
作者:Feng Wu
通讯作者:Feng Wu
激发态分子反应的动力学研究:色散力和特殊中间体的作用
  • 批准号:
    22320102004
  • 项目类别:
    国际(地区)合作研究与交流项目
  • 资助金额:
    216.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
面向化学反应的模式相关耦合量子动力学理论方法及其程序化
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    304万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
多氢转移过程的量子力学研究
  • 批准号:
    21973098
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
分子体系激光冷却的机理和方法的高精度理论研究
  • 批准号:
    21773251
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
单分子体系中氢迁移单量子态的量子力学研究
  • 批准号:
    91221105
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
PSO-PIST方法和程序的发展及应用
  • 批准号:
    21173232
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
基于化学反应高维、耦合势能面的态-态动力学
  • 批准号:
    20733005
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    180.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
燃烧中典型烃类反应动力学的理论研究
  • 批准号:
    20673127
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
多原子反应体系的多级势能面和量子动力学
  • 批准号:
    20573119
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    边文生
  • 依托单位:
国内基金
海外基金