中科院大连化物所化学反应共振态研究获突破

(记者刘万胜、通讯员关建宁)1月4日，记者从中国科学院大连化学研究所获悉，该所分子反应动力学国家重点实验室杨院士和研究员领导的团队在分子反应动力学研究工作方面取得了进一步进展，极大地提高了人们对化学反应共振态的认识。相关论文发表在1月2日的《科学》杂志上。

据说化学反应动力学研究的基本任务之一是了解反应过渡态如何控制化学反应速率和产物分布，而直接观察反应过渡态一直被认为是化学研究中的“圣杯”。然而，由于反应过渡态的寿命非常短(飞秒量级，1飞秒等于10-15秒)，通过实验直接观察这些短暂的化学反应过渡态是极其困难的。反应共振态是化学反应体系在过渡态区域形成的具有一定寿命的准束缚态。它为实验提供了一个直接观察过渡态附近化学反应行为的机会。因此，寻找反应共振态是几十年来人们关注的重要课题。

研究人员对相关反应进行了高分辨率的交叉分子束研究，发现了一定的前向散射信号和后向散射信号与碰撞能量曲线上的振荡现象。为了解释实验结果，张东晖等人用势能面的多级构造方法构造了系统最精确的势能面。在新的势能面上，理论与实验符合得很好。

进一步分析表明，这种化学键“软化”现象是由反应过渡态附近的不协调性引起的，几乎所有的化学反应在过渡态附近都有很大的不协调性，这往往会在振动激发态的绝热势能面上产生一定的势阱，并可能支持共振态。这项研究揭示了物理化学家长期寻求的化学反应共振态的“新机制”——S化学键的软化。该研究为化学反应共振态的研究指出了一个新的方向。