Cinetica di reazione di CN + toluene e suo effetto sulla produzione di nitrile aromatico nella nube molecolare del Toro e nell’atmosfera di Titano

Cinetica di reazione di CN + toluene e suo effetto sulla produzione di nitrile aromatico nella nube molecolare del Toro e nell’atmosfera di Titano

La superficie di energia potenziale della reazione CN + toluene a livello CCSD(T)/CBS // M06-2X-D3/6-311 + G(d, p) in questo lavoro. I percorsi fortemente favorevoli sono rappresentati in rosso. Le energie tra parentesi sono i risultati calcolati sul livello M06-2X/aug-cc-pVTZ da Messinger et al. (Messinger et al. 2020). astro-ph.GA

Si ritiene che le interazioni tra i radicali ciano e gli idrocarburi aromatici siano percorsi importanti per la formazione di nitrili aromatici nel mezzo interstellare (ISM), compresi quelli identificati nella Taurus Molecular Cloud (TMC-1).

I nitrili aromatici possono partecipare alla formazione di idrocarburi contenenti azoto aromatico policiclico (PANH) nell’atmosfera di Titano. Qui, le simulazioni cinetiche ab initio rivelano un’elevata efficienza di 10-10 cm3 se una diversa competizione di prodotti 30-1800 K e 10-7-100 atm per la reazione CN + toluene.

Nella regione di formazione stellare dell’ambiente TMC-1, le rese di prodotto di benzonitrile e tolonitrile per naftalene reagito con toluene possono essere rispettivamente di circa il 17% e l’83%. I principali prodotti di scoperta, i tolonitrili, possono fungere da proxy per il toluene non scoperto nell’ISM a causa dei momenti di dipolo molto più grandi. La competizione tra prodotti bimolecolari e non molecolari è estremamente intensa al di sotto della regione di formazione PANH più calda e densa nella stratosfera di Titano.

I risultati computazionali mostrano che le frazioni di tolonitrile, intercalato e benzonitrile sono rispettivamente del 19%–68%, 15%–64% e 17%, a 150–200 K e 0,0001–0,001 atm (pressione stratosferica di Titano). Quindi, benzonitrile e tolonitrile possono contribuire alla formazione di PANH mediante aggiunte successive di C2H. Le informazioni cinetiche dei nitrili aromatici per la reazione CN + toluene qui calcolate aiutano a spiegare il meccanismo di formazione degli idrocarburi policiclici aromatici (PAH) o PANH in diversi ambienti interstellari e vincolano i corrispondenti modelli astrofisici.

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

Materie: astrofisica delle galassie (astro-ph.GA); Astrofisica solare e stellare (astro-ph.SR)
Citato come segue: arXiv:2304.03582 [astro-ph.GA] (o arXiv: 2304.03582v1 [astro-ph.GA] per questa versione)
Data di presentazione
Da: Mengqi Wu
[v1] venerdì 7 aprile 2023 10:48:34 UTC (1.925 KB)
https://arxiv.org/abs/2304.03582
Astrobiologia e Astrochimica

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