近日，分子反應(yīng)動力學(xué)國家重點實驗室傅碧娜研究員、張東輝院士團隊與大連理工大學(xué)韓永昌教授、美國Emory大學(xué)Joel M. Bowman教授合作，發(fā)現(xiàn)了雙分子碰撞反應(yīng)中碰撞誘導(dǎo)的新的漫游(roaming)機理。
圖題：絡(luò)合物介導(dǎo)與碰撞誘導(dǎo)漫游機理的H2產(chǎn)物在平動能和角度上的三維分布對比圖
漫游機理是反應(yīng)動力學(xué)中的一種新的反應(yīng)機理，與常規(guī)的經(jīng)過最小反應(yīng)能量途徑產(chǎn)生的機理不同。盡管漫游機理已經(jīng)在單分子解離反應(yīng)中被發(fā)現(xiàn)和報道，但是很少有關(guān)于雙分子碰撞反應(yīng)的研究。在該研究中，研究人員針對重要的雙分子燃燒反應(yīng)H+C2H4
H2+C2H3開展了高精度的理論計算研究，揭示了該反應(yīng)中新奇的碰撞誘導(dǎo)漫游機理。除了絡(luò)合物介導(dǎo)（complex-mediated）的漫游機理外，該研究還發(fā)現(xiàn)了一個非絡(luò)合物形成的漫游機理。可以將這個過程描述為類似直接的非彈性碰撞，經(jīng)過碰撞后其中一個H原子很快從不穩(wěn)定的C2H5絡(luò)合物出去，然后從C2H4抽取一個H原子生成H2，研究人員將這個反應(yīng)機理命名為“碰撞誘導(dǎo)(collision-induced)”漫游。通過絡(luò)合物介導(dǎo)和碰撞誘導(dǎo)這兩種漫游機理發(fā)生的產(chǎn)物，會呈現(xiàn)出明顯不同的產(chǎn)物散射角分布，但是兩者都會產(chǎn)生內(nèi)振轉(zhuǎn)高度激發(fā)的C2H3。并且，與經(jīng)過最小反應(yīng)能量途徑的直接抽取機理相比，漫游機理會產(chǎn)生明顯不同的動力學(xué)信息。該工作不僅澄清了氫原子與乙烯反應(yīng)的動力學(xué)機理，而且預(yù)測了其他類似反應(yīng)也很有可能跟這個新的漫游反應(yīng)機理有關(guān)，為實驗探測漫游機理提供了較好的理論支持。
相關(guān)工作發(fā)表在《化學(xué)科學(xué)》（Chemical Science）上。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家科技部重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院先導(dǎo)專項B"能源化學(xué)轉(zhuǎn)化的本質(zhì)與調(diào)控" 的支持。（文／圖 付艷林）
