Low energy reactive collisions in negatively charged triatomic systems

Abstract

Tato práce představuje simulace reaktivních srážek O− s H2, D2, T2, HD, DT a HT metodou klasických trajektorií Monte Carlo. Výpočty využívají vylepšený analytický fit ploch potenciální energie aniontu a neutrální molekuly a semiklasický model autodetachmentu elektronu založený na Wignerově prahovém zákoně. Tři parametry modelu jsou fixovány pomocí experimentálních dat pro O− + H2 a O− + D2; výsledky pro všechny zbývající izotopické varianty jsou predikcemi. Předpovězené reakční rychlostní koeficienty pro O− + HD jsou v dobré shodě s novými experimentálními měřeními. Asociativní odtržení elektronu dominuje pro všechny izotopology, zatímco přenos vodíku je slabší a citlivější na izotopický efekt. Klasická dynamika vykazuje známky deterministického chaosu. Vylepšené plochy potenciální energie nacházejí uplatnění také při modelování srážek elektronů s molekulami.

This thesis presents classical trajectory Monte Carlo simulations of reactive col- lisions of O− with H2, D2, T2, HD, DT, and HT. The calculations employ an improved analytical fit of the anionic and neutral potential energy surfaces and a semiclassical model of electron autodetachment based on the Wigner threshold law. Three model parameters are fixed using experimental data for O− + H2 and O− + D2; results for all remaining isotopic variants are predictions. The predicted reaction rate coefficients for O− + HD agree well with new experimental measure- ments. Associative electron detachment dominates across all isotopologues, while hydrogen transfer is weaker and more sensitive to the isotope effect. The classical dynamics exhibit signatures of deterministic chaos. The improved potential energy surfaces also find application in modeling electron-molecule collisions.