May 21, 2024

Reactiekinetiek van CN + tolueen en het effect ervan op de productie van aromatisch nitril in de Taurus moleculaire wolk en de atmosfeer van Titan

Reactiekinetiek van CN + tolueen en het effect ervan op de productie van aromatisch nitril in de Taurus moleculaire wolk en de atmosfeer van Titan

Het potentiële energieoppervlak van de CN + tolueenreactie op het CCSD(T)/CBS-niveau // M06-2X-D3/6-311 + G(d, p) in dit werk. Sterk gunstige trajecten worden weergegeven in rood. De energieën tussen haakjes zijn de resultaten berekend op het M06-2X/aug-cc-pVTZ-niveau van Messinger et al. (Messinger et al. 2020). astro-ph.GA

Aangenomen wordt dat interacties tussen cyaanradicalen en aromatische koolwaterstoffen belangrijke routes zijn voor de vorming van aromatisch nitril in het interstellaire medium (ISM), inclusief die geïdentificeerd in de Taurus Molecular Cloud (TMC-1).

Aromatische nitrillen kunnen deelnemen aan de vorming van polycyclische aromatische stikstofhoudende koolwaterstoffen (PANH’s) in de atmosfeer van Titan. Hier onthullen ab initio kinetische simulaties een hoog rendement van 10−10 cm3 s en verschillende productconcurrentie 30−1800 K en 10−7−100 atm voor de CN + tolueenreactie.

In het stervormingsgebied van de TMC-1-omgeving kunnen de productopbrengsten van benzonitril en tolonitril voor naftaleen gereageerd met tolueen respectievelijk ongeveer 17% en 83% zijn. De belangrijkste ontdekkingsproducten, tolonitrilen, kunnen fungeren als proxy’s voor onontdekt tolueen in ISM vanwege de veel grotere dipoolmomenten. De concurrentie tussen bimoleculaire en niet-moleculaire producten is extreem intens onder het warmere en dichtere PANH-formatiegebied in de stratosfeer van Titan.

Computationele resultaten laten zien dat de fracties van tolonitril, geïntercaleerd en benzonitril respectievelijk 19% -68%, 15% -64% en 17% zijn bij 150-200 K en 0,0001-0,001 atm (Titan’s stratosferische druk). Vervolgens kunnen benzonitril en tolonitril bijdragen aan de vorming van PANH’s door opeenvolgende C2H-toevoegingen. De hier berekende kinetische informatie van aromatische nitrillen voor de CN + tolueenreactie helpt om het vormingsmechanisme van polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) of PANH’s in verschillende interstellaire omgevingen te verklaren en de overeenkomstige astrofysische modellen te beperken.

Mengqi Wu, Xiaoqing Wu, Qifeng Hou, Jiangbin Huang, Dongfeng Zhao, Feng Zhang

Onderwerpen: astrofysica van sterrenstelsels (astro-ph.GA); Zonne- en stellaire astrofysica (astro-ph.SR)
Aangehaald als: arXiv:2304.03582 [astro-ph.GA] (of arXiv: 2304.03582v1 [astro-ph.GA] voor deze versie)
Termijn van inzending
Van: Mengqi Wu
[v1] vrijdag 7 april 2023 10:48:34 UTC (1.925 KB)
https://arxiv.org/abs/2304.03582
Astrobiologie en Astrochemie