ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Модель прямого взаимодействия из "Методы физико-химической кинетики" В статистической модели направление разлета продуктов, обра-зуюш ихся при распаде долгоживущего комплекса, не коррелиро-вано с направлением вектора начальной относительной скорости. В то же время имеется целый ряд ионно-молекулярных реакций и реакций в молекулярных пучках, которые характеризуются сильной анизотропией в угловом распределении продуктов реакции. Наличие анизотропии означает, что образующиеся продукты как бы помнят направление, по которому сталкивались частицы во входном канале. [c.177] Следовательно, такие реакции протекают быстро, без образования промежуточного комплекса. Для их описания используется модель прямого взаимодействия. [c.177] Если направление преимущественного вылета частицы А близко к направлению столкновения частицы С во входном канале, то говорят, что реакция (У1.45) протекает по механизму прямого выбивания, если же эти направления почти противоположны, то механизм реакции ( 1.45) называют механизмом прямого срыва (рис. 8). Действительно, в первом случае происходит выбивание А частицей С, которая остается в связанном состоянии ВС, важную роль при этом играет взаимодействие между В и С во втором случае С захватывает В, образуя ВС, а частица А сохраняет ту же скорость, которую имела до перестройки. [c.177] Описание реакций обмена в рамках модели прямого выбивания с учетом квантовых эффектов дано в работе Иванова и Саясова [27]. Предположения, сделанные в этой работе, позволяют свести исходную задачу к задаче с двумя частицами. Предполагается, что время протекания реакции мало по сравнению с периодом молекулярных колебаний, а также что потенциал взаимодействия трех частиц можно представить в виде суммы парных потенциалов. Кроме того, делается предположение,что амплитуда парного рассеяния мала по сравнению с межатомными расстояниями в молекулах. [c.178] Явный вид функции Z г, д ) получен в работе [27], где использован метод суммирования по конечным состояниям. [c.178] Для простоты будем полагать, что частицы АВ и ВС являются двухатомными молекулами (или ионами) с нулевыми проекциями орбитальных моментов электронов на ось молекулы (Е-термы). В 2-состоянии относительное движение ядер двухатомной молекулы эквивалентно движению одной частицы с орбитальным моментом I в центрально-симметричном поле I — суммарный момент орбитального движения электронов и вращательного движения ядер в молекуле). [c.179] Если мы не фиксируем колебательные состояния, как это обычно бывает в условиях эксперимента, выражение (VI.55) следует просуммировать по Пав и Пвс, причем суммирование по Идв проводится с функцией распределения по колебательным состояниям исходных молекул (или молекулярных ионов). [c.180] Из соотношений ( 1 56) и ( 1.57) следует, что при уменьшении 0 д%с и 5ав убывают, а следовательно, дифференциальное сечение ( 1.55) возрастает и становится максимальным при соз 0 = 1, т. е. [c.180] Простейшему механизму прямого выбивания реакции ( 1.61) отвечает диаграмма, изображенная на рис. 9. По этому механизму происходит выбивание частицы В в результате рассеяния частиц В и С. [c.182] Вместо интегрирования по Рв и Р с удобно ввести интегрирование по импульсам р с — рс) и т с р /тс — р в/тв), где рс — импульс налетающей частицы С. [c.182] Поскольку величина вершинной функции Г (д) достаточно быстро уменьшается с увеличением переданного импульса д, при интегрировании квадрат вершинной функции Г (д ) Р может быть заменен на б-функцию, т. е. [c.182] Заметим, что в отличие от значений для реакций типа ( 1.45) для реакций с образованием трех частиц минимальное значение аргумента 9ав вершинной функции не зависит от кинетической энергии и равно нулю. [c.182] Поскольку квадрат матричного элемента М +с, входящего в выражение ( 1.62), пропорционален дифференциальному сечению упр (0) упругого рассеяния В - - С в их системе центра масс, можно связать искомое сечение процесса ( 1.61) с сечением рассеяния оГупр(б), зависящее от угла рассеяния 0 в системе центра масс частиц В и С. При этом будем считать, что рассеяние В и С, изображенное в правой части диаграммы на рис. 9, мало отличается от рассеяния свободных частиц. [c.182] Если учесть распределение по импульсам А и В в связанном состоянии в молекуле АВ, то в качестве е следует использовать некоторое эффективное значение. [c.183] В интересующей нас области энергий и углов рассеяние может быть описано классически. Если воспользоваться результатами числового расчета дифференциального сечения упругого рассеяния при потенциале ( 1.67), то из соотношения ( 1.65) можно найти зависимость сечения реакции ( 1.66) от кинетической энергии и энергии возбуждения Н . [c.183] Экспериментально обнаружено [29], что сечение реакции ( 1.65) сильно возрастает нри увеличении возбуждения Н+, в то время как изменение энергии от 20 до 100 эе практически не влияет на величину сечения. Если, пользуясь соотношением ( 1.65), выполнить расчет сечения реакции для двух энергий связи Н+, Б1 = 1,5эв и Ё2 = 0,5 эв, то получаем о (82)70(61) яа2, причем это отношение практически не зависит от Е, а величины а слабо убывают при увеличении кинетической энергии. [c.183] Проблемы, возникающие при изучении сечений ионно-молекулярных реакций и реакций в молекулярных пучках, достаточно подробно освещены в монографии Никитина [32]. Отметим лишь, что одна из главных задач теории в этой области заключается в том, чтобы выяснить, почему характерные признаки прямых взаимодействий проявляются при весьма малых энергиях. [c.183] Вернуться к основной статье