السطح الطاقي المحتمل من الدرجة العالية والمبدأ الأساسي وديناميات تفاعلات F− + CH3I SN2 وانتقال البروتون

يعتبر الاستبدال النوكليوفيل الثنائي الجزيء (SN2) وانتقال البروتون عمليات أساسية في الكيمياء، وF- + CH3I هو نموذج مهم لهذه التفاعلات. هنا، نقوم بتطوير أول سطح طاقة محتملة تحليلي من الأبعاد الكاملة للمنظومة F- + CH3I باستخدام ملاءمة غير قابلة للتغيير للطاقة المركبة عالية المستوى التي حصلنا عليها باستخدام مزيج من طريقة CCSD(T)-F12b المباشرة، وقاعدة aug-cc-pVTZ، وتأثيرات تزامن الإلكترونات الأساسية، وفعالية النواة النسبية لليود. يصف السطح بدقة قناة SN2 التي تنتج I- + CH3F عبر الانقلاب والانعطاف الهجومي، وكذلك قناة انتقال البروتون التي تؤدي إلى HF + CH2I-. تتفق الطاقات النسبية للنقاط الثابتة على السطح جيدًا مع القيم المرجعية الجديدة عالية الجودة CCSD(T)-F12b/QZ المتعلقة بكل الإلكترونات. تُظهر حسابات المسارات الكلاسيكية شبه أن انتقال البروتون يصبح مهمًا عند طاقات تصادم عالية، وأن المسارات الانعطافية المزدوجة والهجمات الأمامية يمكن أن تحدث. تشير التوزيعات الزاوية الواسعة والتوزيعات الحرارية الداخلية الساخنة المحسوبة إلى هيمنة الآليات غير المباشرة عند طاقات التصادم المنخفضة، وهو ما تأكده تحليل أوقات التكامل وتوزيعات سرعات مجموعات الخروج. تظهر المقارنة مع التجارب المتاحة لتقاطع الحزم عادةً توافقًا جيدًا.