单分子体系中氢迁移单量子态的量子力学研究

基本信息
批准号:91221105
项目类别:重大研究计划
资助金额:70.00
负责人:边文生
学科分类:
依托单位:中国科学院化学研究所
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:任迎辉,申志涛,吴锋,于乐
关键词:
氢迁移单量子态亚乙烯基乙炔势能面量子力学计算
结项摘要

H-migration is of vital importance in the field of chemistry and chemical biology, but this kind of process remains poorly understood. In our recent accurate full-dimensional quantum mechanical calculations, we found that there exists vinylidene-acetylene H-migration single quantum-state, which is a kind of delocalized "vibrational" quantum-state. It has large and similar probability density distributions in the regions of acetylene and vinylidene. The project intends to study this single quantum-state and its interaction deeply and systematically using quantum mechanical methods, and also to extend the similar studies to other H-migration systems (such as HFCO and C3H4O2). We will use the highly efficient quantum mechanical methods and parallel computing programs developed by us. It is expected that we will acquire more accurate quantum dynamical understanding of H-migration processes, and find a few novel quantum effects. At the highly accurate ab initio potential energy surface and quantum dynamical level, we will elaborate the characteristics and laws of the H-migration quantum-state phenomenon, and give the interpretation and guidance for the relevant experiments. The findings not only has academic significance, but also has important values in revealing the essential characteristics of isomerizing systems like vinylidene-acetylene and understanding the mechanisms of H-migration processes at the single quantum-state level.

氢迁移反应过程在化学和化学生物学领域是至关重要的,但目前人们对这种过程的认识还很不够。我们最近通过精确全维量子计算发现存在亚乙烯基-乙炔氢迁移单量子态,这是一种在乙炔和亚乙烯基区域都有很大且相近的几率密度分布的离域“振动”单量子态。本项目拟对这种单量子态及相互作用开展深入系统的量子力学研究,也拟将类似研究扩展到其它重要氢迁移体系(如HFCO和C3H4O2),将使用我们发展的高效量子力学方法及并行化的计算程序。可望获得对氢迁移过程的更准确的量子动力学认识,和发现若干新奇量子效应。将在高精度从头算势能面和量子动力学的层次上,阐明氢迁移单量子态现象的特征和规律,并解释和指导相关的实验。研究结果不仅具有显著的学术意义,而且对于揭示亚乙烯基-乙炔等异构体系的本质特征,在单量子态水平上理解氢迁移过程的机理具有重要的价值。

项目摘要

氢迁移反应过程在化学和化学生物学领域是至关重要的,但目前人们对这种过程的认识还很不够。本项目通过精确全维量子力学计算对亚乙烯基-乙炔体系中的氢迁移单量子态及相互作用开展了深入系统的研究,实现了对分步双氢迁移反应的选模隧穿分裂的精确量子计算, 获得了对隧穿增强的氢迁移单量子态之间相互作用的新认识,计算中使用了我们发展的高效量子力学方法及并行化的计算程序,代表性论文发表在J.Phys.Chem.Lett.。同时,将类似研究扩展到了其它重要涉氢体系(如C3H4O2和CH2),获得了对氢迁移过程的更准确的量子动力学认识,发现了若干有趣的量子效应。例如,通过在我们构建的高精度从头算势能面上的精确量子力学计算揭示出尖锐而密集的动力学共振,而这导源于存在大量亚稳的亚甲基单量子振转态,我们还发现分波单量子态之间的干涉行为(或相互作用)引起了角分布随散射角的振荡结构。我们在高精度从头算势能面和量子动力学的层次上阐明了涉氢量子效应的一些特征和共性,并解释和指导了相关的实验。研究结果不仅具有重要的学术意义,而且对于揭示亚乙烯基-乙炔等异构体系的本质特征,在单量子态水平上理解氢迁移过程的机理具有重要的价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
2

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:
3

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019
4

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

DOI:10.11951/j.issn.1005-0299.20200093
发表时间:2020
5

瞬态波位移场计算方法在相控阵声场模拟中的实验验证

瞬态波位移场计算方法在相控阵声场模拟中的实验验证

DOI:
发表时间:2020

边文生的其他基金

批准号:21773251
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:20073024
批准年份:2000
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21173232
批准年份:2011
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:20573119
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:21473218
批准年份:2014
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:20733005
批准年份:2007
资助金额:180.00
项目类别:重点项目
批准号:29503019
批准年份:1995
资助金额:6.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20673127
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

碳纳米管单量子体系的构筑及其单量子态的精密探测

批准号:90921012
批准年份:2009
负责人:周维亚
学科分类:A2002
资助金额:300.00
项目类别:重大研究计划
2

单分子乃至亚分子尺度的量子态研究

批准号:91321309
批准年份:2013
负责人:王兵
学科分类:A20
资助金额:420.00
项目类别:重大研究计划
3

单分子光量子态的动态检测与调控

批准号:91421314
批准年份:2014
负责人:董振超
学科分类:A2002
资助金额:300.00
项目类别:重大研究计划
4

分子单量子态的制备与相互作用研究

批准号:90921014
批准年份:2009
负责人:张东辉
学科分类:A2101
资助金额:300.00
项目类别:重大研究计划