分子反应动力学是一门在微观层面上研究化学反应的学科,它帮助人们了解化学反应的机理。势能面是理论研究反应动力学的重要基础,势能面的质量直接决定着分子反应动力学结果的准确性。本工作对几个H2X体系的反应碰撞动力学进行理论研究。首先对金原子的氢化反应(Au+H2,Au+HD,Au+D2)进行动力学研究并且深入探讨反应的机理。然后,构建了H+LiH和S(1D)+H2反应体系的势能面,并用来研究相应反应的动力学。具体的工作包括以下四个部分：(1)基于全域的AuH2势能面,采用含时波包方法和准经典轨线方法对Au+H2→AuH+H反应进行动力学计算,从而得到反应几率、积分反应截面和微分反应截面等结果。AuH2势能面上的势阱引发反应共振现象,其典型特征是在低碰撞能下反应几率曲线上存在大量尖锐的振荡峰。由于Au+H2→AuH+H反应具有吸热性,所以反应存在阈值(1.53 eV)。为了更好地研究反应机理,利用准经典轨线方法计算反应复合物的寿命。在低碰撞能下,大部分复合物具有较长的寿命,意味着间接反应占主导。随着碰撞能的增加,直接反应逐渐占主导。反应机理的转变使得产物分子逐渐倾向于前向散射。Au+D2→AuD+D反应的动力学结果显示同位素效应会减小反应活性。(2)利用含时波包方法和准经典轨线方法对Au+HD反应进行动力学研究,通过计算得到两个反应通道(AuH+D/AuD+H)的反应几率、积分反应截面和微分反应截面等结果。积分反应截面结果显示,随着碰撞能的增加,占主导的反应通道由AuD+H通道转变为AuH+D通道。从复合物的寿命分布可知,占主导通道的转变主要源自于两个通道中直接反应的差别：随着碰撞能的增加,AuH+D通道直接反应的增速远大于AuD+H通道。这可以解释为：在碰撞参数b较小时的直接反应碰撞中,较重的氘原子更容易逃离势阱的束缚,而较轻的氢原子更容易被金原子捕获。为了比较两个通道的矢量性质,利用准经典轨线方法对立体动力学进行了研究。相对于AuD+H通道,AuH+D通道的直接反应碰撞占有更大的比重,使AuH+D通道的产物分子转动极化更加显著。(3)基于高水平的能量点,利用神经网络等方法构建精确的LiH2体系基态势能面。在从头算计算中采用MRCI方法和aug-cc-pVXZ(X=Q,5)基组,并进行外推得到完备基组极限的能量。在拟合中采用了神经网络方法和分层构建方法,最终势能面的拟合误差非常小(0.004 eV)。由新势能面计算得到了LiH(X1∑+)和H2(X1∑g+)分子的解离能和平衡间距,与实验数据符合得非常好。基于新势能面,利用含时波包方法对H(2S)+LiH(X1∑+)→Li(2S)+H2(X1∑g+)反应动力学进行了研究。由于在最小反应路径上不存在势垒,所以反应不存在阈值。积分反应截面在低碰撞能下具有较大的值,并随着碰撞能的增加逐渐减小。微分反应截面结果显示产物H2分子倾向于前向散射,并且随着碰撞能的增加变得更加显著。(4)基于大量(～21300)的从头算能量点,构建了精确的H2S(1A)体系势能面。在从头算计算中使用了MRCI方法和aug-cc-pVQZ基组,并加以Davidson修正。在拟合中使用了神经网络等方法,最终势能面的拟合误差非常小(1.68meV).基于新构建的势能面,采用含时波包方法对S(1D)+H2(X1∑g+)→H(2S)+SH(X2П)反应进行动力学研究。积分反应截面随着碰撞能的增加而减小,并在高碰撞能下保持稳定。由于反应无势垒并且具有深势阱,导致在反应中可以同时观测到前向和后向散射。计算的积分反应截面和微分反应截面与实验数据符合得非常好。