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高斯在天文领域的应用
应用范例一:
有机分子广泛存在于密集的星际介质中,许多有机分子是在地球上的实验室中并在星际环境的条件下合成的。然而,到目前为止,只有相对较小的分子通过实验形成。本文证明了碳原子在冷固体粒子(宇宙尘埃)表面的缩合导致了同分异构体聚甘氨酸单体(氨基酮分子)的形成。
高斯软件的作用:
使用Gaussian软件研究了这种跳过蛋白质合成中氨基酸形成阶段的新途径。
参考文献:
A pathway to peptides in space through the condensation of atomic carbon. S. A. Krasnokutski, et al. Nature Astronomy, 2022, 6: 381–386.
应用范例二:
活性开壳物种,如自由基和双自由基,是在各种星际环境中形成(多)环烃物种的关键中间体。本文对邻苯并炔和甲基自由基异构体的反应产物进行了选择性鉴定。
高斯软件的作用:
使用Gaussian软件研究了以苄基自由基为缔合反应唯一中间体的反应机理。
参考文献:
Five-membered ring compounds from the ortho-benzyne + methyl radical reaction under interstellar conditions. Jordy Bouwman, et al. Nature Astronomy, 2023, 7: 423–430.
应用范例三:
多环芳烃(PAHs)在宇宙的许多地区都很丰富,是宇宙碳的主要储存库。然而,它们在太空寒冷地区的形成路径仍然难以捉摸。本文揭示了通过放热的吡啶+和乙炔离子-分子反应生成含氮多环芳烃的有效低温生成途径。
高斯软件的作用:
使用Gaussian软件确定了关键的反应中间体和最终的含氮多环芳烃产物喹啉离子。
参考文献:
Low-temperature nitrogen-bearing polycyclic aromatic hydrocarbon formation routes validated by infrared spectroscopy. Daniël B. Rap, et al. Nature Astronomy, 2022, 6: 1059–1067.
应用范例四:
在过去的几十年里,氢提取/乙炔加成(HACA)机制在试图解开多环芳烃(PAHs)的来源方面发挥了重要作用,这些多环芳烃是在Allende和Murchison等碳质陨石中发现的。然而,导致菲(C14H10)以外的多环芳烃合成的基本反应机理仍不清楚。本文证明了一种简单的、同分异构体选择性的芘(C16H10)的形成。
高斯软件的作用:
使用Gaussian软件研究了多环芳烃合成的基本反应机理。
参考文献:
Pyrene synthesis in circumstellar envelopes and its role in the formation of 2D nanostructures. Long Zhao, et al. Nature Astronomy, 2018, 2: 413–419.