揭示雙分子碰撞反應中新的漫遊機理

 

近日，中國科學院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室研究員傅碧娜、中科院院士張東輝團隊與大連理工大學教授韓永昌、美國Emory大學教授Joel M. Bowman合作，發現了雙分子碰撞反應中碰撞誘導的新的漫遊(roaming)機理。

漫遊機理是反應動力學中的一種新的反應機理，與常規的經過最小反應能量途徑產生的機理不同。儘管漫遊機理已經在單分子解離反應中被發現和報導，但是很少有關於雙分子碰撞反應的研究。在該研究中，研究人員針對重要的雙分子燃燒反應H+C₂H₄→H₂+C₂H₃開展了高精度的理論計算研究，揭示了該反應中新奇的碰撞誘導漫遊機理。除了絡合物介導（complex-mediated）的漫遊機理外，該研究還發現了一個非絡合物形成的漫遊機理。可以將這個過程描述為類似直接的非彈性碰撞，經過碰撞後其中一個H原子很快從不穩定的C₂H₅絡合物出去，然後從C₂H₄抽取一個H原子生成H₂，研究人員將這個反應機理命名為「碰撞誘導(collision-induced)」漫遊。通過絡合物介導和碰撞誘導這兩種漫遊機理發生的產物，會呈現出明顯不同的產物散射角分布，但是兩者都會產生內振轉高度激發的C₂H₃。並且，與經過最小反應能量途徑的直接抽取機理相比，漫遊機理會產生明顯不同的動力學信息。該工作不僅澄清了氫原子與乙烯反應的動力學機理，而且預測了其他類似反應也很有可能跟這個新的漫遊反應機理有關，為實驗探測漫遊機理提供了較好的理論支持。

相關工作發表在《化學科學》（Chemical Science）上。該工作得到國家自然科學基金、國家科技部重點研發計劃和中科院先導專項B「能源化學轉化的本質與調控」的支持。（來源：中國科學院大連化學物理研究所）

相關論文信息：https://doi.org/10.1039/C9SC05951B

 

 

 

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