Theoretische Untersuchung der Rekombination von Ozon

• Antragsteller: Dr. Reinhard Schinke
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5437640

• Erstellungsjahr: 2010

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In dem Projekt wurde die Rekombination von Ozon in Stößen von O2 und O theoretisch untersucht. Von zentralem Interesse war die ungewöhnlich starke Abhängigkeit der gemessenen Geschwindigkeitskonstante von den beteiligten Sauerstoffisotopen. Sowohl klassische als auch quantenmechanische Rechnungen (sowie frühere statistische Untersuchungen) belegen, dass die Differenz der Nullpunktsenergien der potentiellen O+O2 Fragmente, in die die hoch angeregten O*3 Komplexe zerfallen können, eine entscheidende Rolle spielen. Die quantenmechanischen Rechnungen, bei denen zum ersten Mal hohe Drehimpulse berücksichtigt wurden, sind einzigartig in ihrer Art. Der zwar geringe, aber dennoch deutliche Unterschied zwischen symmetrischen und unsymmetrischen Isotopomeren konnte nicht erklärt werden. Quantenmechanische Rechnungen zum Energietransfer in Ar + O3 Stößen, die notwendigerweise sehr approximativ sein mussten, erbrachten für Gesamtenergien im Bereich der Dissoziationsschwelle keinen Hinweis auf eine Symmetrieabhängigkeit. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um diesen systematischen Effekt zu verstehen. Parallele Untersuchungen zur Rekombination von NO2 ergaben ein insgesamt “geschlosseneres” Bild als für O3.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• J. Chem. Phys. 122, 094317-1–9 (2005). The effect of zero-point energy differences on the isotope dependence of the formation of ozone: A classical trajectory study
  R. Schinke and P. Fleurat-Lessard
  
• J. Chem. Phys. 122, 234318-1–6 (2005). Temperature dependent energy transfer in Ar - O3 collisions
  M.V. Ivanov and R. Schinke
  
• Ann. Rev. Phys. Chem. 57, 625–661 (2006). Dynamical studies of the ozone isotope effect: A status report
  R. Schinke, S.Yu. Grebenshchikov, M.V. Ivanov, and P. Fleurat-Lessard
  
• J. Chem. Phys. 124, 104303-1–10 (2006). Recombination of ozone via the chaperon mechanism
  M.V. Ivanov and R. Schinke
  
• J. Chem. Phys. 126, 054304-1–12 (2007). Theoretical investigation of exchange and recombination reactions in O(3P ) + NO(2II) collisions
  M.V. Ivanov, H. Zhu, and R. Schinke
  
• Mol. Phys. 105, 1183–1191 (2007). Theoretical investigation of vibrational relaxation of NO(2 II), O2 (...), and N2 (...) in collisions with O(3P).
  M.V. Ivanov, R. Schinke, and G.C. McBane
  
• J. Chem. Phys. 130, 174311-1–10 (2009). Quantum mechanical study of vibrational energy transfer in Ar - O3 collisions: Influence of symmetry
  M.V. Ivanov, S.Yu Grebenshchikov, and R. Schinke
  
• J. Chem. Phys. 131, 181103-1–4 (2009). Towards quantum mechanical description of the unconventional mass-dependent isotope effect in ozone: Resonance recombination in the strong collision approximation
  S.Yu. Grebenshchikov and R. Schinke
  
• Mol. Phys. 108, 259–268 (2010). Vibrational energy transfer in Ar - O3 collisions: Comparison of rotational sudden, breathing sphere, and classical calculations
  M.V. Ivanov and R. Schinke
  
• PNAS 107, 555–558 (2010). State-to-state quantum dynamics of O + O2 isotope exchange reactions reveals non-statistical behavior at atmospheric conditions
  Z. Sun, L. Liu, S.Y. Lin, R. Schinke, H. Guo, and D.H. Zhang