實驗室簡介
分子反應動力學國家重點實驗室分子反應動力學國家重點實驗室於1987年由國家計委批准籌建，1990年9月經中國科學院批准，實行邊建設邊開放，1992年3月通過國家驗收，正式對國內外開放。該實驗室是由中國科學院大連化學物理研究所和化學所（北京）聯合組成的。實驗室的研究方向是分子反應動力學。主要研究氣相分子（包括激發態分子、自由基、離子）的相互作用和化學反應動力學，雷射誘導的分子反應動態學，原子、分子團簇的形成和反應，氣體分子與固體表面的相互作用等。探索分子間相互作用的本質和規律、影響反應通道和產物態分布的各種因素，以達到控制化學反應的最終目的。實驗室以實驗研究為主，同時也注重理論研究，力求在理論與實驗結合的基礎上對分子間和分子內的動力學過程有深入的了解。實驗室近期的研究內容主要有：分子反應的取向性，氣相分子的光解離和光電離，激發態和自由基的反應和傳能動力學，超快化學過程的飛秒雷射探測和波包理論研究，原子分子團簇的生成機理和動力學等。研究的反應體系著眼於在大氣化學、化學雷射、燃燒、催化、材料科學等領域中提出的重要化學反應。
建設歷程
分子反應動力學國家重點實驗室依託中國科學院大連化學物理研究所、中國科學院化學研究所。
分子反應動力學國家重點實驗室於1987年由國家計委批准籌建。
1990年9月，經中國科學院批准，實行邊建設邊開放。
1992年3月，通過國家驗收，正式對國內外開放。
實驗室是由中國科學院大連化學物理研究所和化學所（北京）聯合組成的。
科研領域
實驗室的研究方向：
利用現代化學反應動力學實驗與理論方法，在原子和分子的水平上研究基元化學反應和複雜分子反應及相關過程的動力學。
主要研究內容 ：
利用基元反應態態動力學研究化學過程中的過渡態動力學及量子干涉現象；自由基光化學及反應動力學；超快分子反應動力學；化學反應控制的理論；分子團簇的結構和動力學；生物分子的電荷轉移和質子轉移過程；界面及凝聚相的光譜與動力學；單分子與單粒子的光譜與動力學；大氣化學、燃燒化學、星際化學及化學雷射中一些重要過程的反應動力學。
實驗室目標 ：
在分子反應動力學基礎科學研究中作出重要創新成果，為重大科學技術進步提供基礎知識，爭創世界一流的實驗室，要在國際科學研究領域占一席之地。
儀器設備
分子反應動力學國家重點實驗室實驗室主要的大型實驗裝置都是自己研製的，由於課題和人員相對較多，大部分實驗裝置和儀器運行效率較高。有時需要 24 小時連續實驗工作。由於分子反應動力學科學研究所用的實驗技術涉及到分子束、雷射、超高真空、微弱信號測量、超快過程測量、計算技術、等等多方面的新技術，很多實驗所需的裝置市場上是沒有的，要根據需要來自行研製。因此設備和儀器的研製成為科學研究能否創新的重要環節，這個國家重點實驗室自成立以來，設計和研製了十多台大型實驗裝置和設備，也培養出一批掌握上述新技術的人才。在研製大型實驗裝置方面積累了豐富的經驗。
實驗室新研製的大型儀器：
實時角分辨光電子 - 離子符合成像儀，該台設備包括了飛秒雷射系統和成像系統。在中國科學院儀器研製項目、國家 973 計畫及中科院百人計畫的大力支持下，在 2000 開始研製該系統。該設備的特點是： （ 1 ）飛秒雷射重複頻率 20Hz ，單脈衝能量較高，可以用於研究強場下的分子電離解離行為，同時較高的重複頻率有利於快速採集信號，（ 2 ） 把飛秒雷射技術、光電子能譜和離子 / 電子成像技術結合起來，實現對反應過渡態或中間體的能量、空間變化及角動量耦合過程的實時測量， 克服以往測量方法只能得到二維甚至一維變化的缺點，（ 3 ）自行設計的 軟體操作方便、具有強大的實時採集、存儲和數據處理功能。目前用這套設備開展了強場下氣相分子的電離解離動力學研究，以及觀測雙鹵代苯系分子在 S 1 電子激發態相干激發現象。與此同時調試實時成像並獲得初步調試結果。
氫原子里德堡態飛渡時間譜裝置，該大型實驗裝置由兩個重要部分，一是裝置的主體部分，另一個是雷射探測系統。主體是由束源及主真空室兩部分組成，束源部分包括兩個相對獨立室，一個束源是固定的，另一束源則是可轉動的。主真空室包括分子反應區以及反應產物探測區，在超高真空狀態下工作。這台實驗裝置在檢測技術和功能方面，都有特點，在國際上還不多見。目前該裝置已經基本完成，在調試中。
零動能光電子與離子飛行時間譜儀，這是一台本實驗室設計的用於研究分子團簇動力學的儀器， 2002 年完成並用於飛秒和納秒雷射光電離氫鍵分子團簇的實驗研究工作。該儀器用分子束技術產生氫鍵團簇，經過雷射電離後檢測離子和電子。研究生張柏林在這台儀器上完成了博士論文實驗，發表了多篇文章，並獲得中科院院長特別獎。
儀器改造項目：
雷射光電子 / 離子速度成像儀。該裝置 1997 年在我室建成投入使用，先後對 CF3I ， HN3，H2S，乙硫醇和丙硫醇等分子的光解動力學進行了研究。為使該裝置的性能進一步完善，在中國科學院儀器改造項目，國家自然科學基金和 973 項目的支持下，對其進行了改造， 主要包括腔體的改進和更新離子成像探測器。改造後的離子速度成像儀的探測區真空度提高了一個數量級；檢測方向由原來的垂直於分子束變成沿分子束方向，平動能速度解析度得到改善；增加了電子成像功能，實現對光電子能譜和空間角分布的同時測量；更換了較大尺寸的離子成像探測器及高速圖像採集系統。經過改造的這套裝置成為能夠全面收集光解過程中各種信號的信息採集平台。
飛秒雷射及放大系統，這套飛秒雷射系統是我室自己研製的，其飛秒脈衝 60 飛秒，由於使用多年，放大系統的 YAG 雷射壽命和振盪系統的氬離子雷射器的壽命已經到了，能量明顯降低。 2003 自籌 70 萬元費用，改造了雷射系統，用半導體雷射器替換了上述兩個雷射器。
將微秒時間分辨 FTIR 光譜儀升級為納秒時間分辨 FTIR 光譜儀。在 2000 年，我們通過中國科學院提供的設備更新費和973項目的支持，購置一台 10 納秒時間分辨的 FTIR 光譜儀，以取代以前使用的微秒時間分辨 FTIR 光譜儀，以提高本室大氣、環境中的重要自由基和中間物的動力學研究。這項研究，是我室從 1990 年代開展的工作，觀測到了一批自由基反應中間物和確定了一些反應通道，並且獲得 了 973 項目的進一步支持。為了提高時間分辨，對更為早期的初生態化學物種和過程進行觀測，我們對儀器進行了改造升級。其中最為困難的問題是，時間解析度的提高，對紅外檢測器的靈敏度和控制軟體的要求也相應增大，這對光譜儀生產廠家也是一個挑戰。通過與廠家的多次反覆研究和實驗，該儀器在 2003 年初開始按預期運行。
新建設備：
計算站 系統有 50 台計算節點、 1 個管理 / 監控 / 登錄節點、 1 個存儲節點組成，採用 Cisco 千兆交換機網路互連。所有節點都配置了雙 Xeon 2.4G CPU ； c0101-c0110 十個節點配置較高，配置了 4G 記憶體， 15000 轉高速硬碟，其餘節點均為 1G 記憶體， 10000 轉硬碟。用於動力學理論計算。
飛秒雷射系統一套，並 於 2003 年底建成了生物分子超快動力學實驗室。主要進行液相體系中生物分子和與生命過程密切相關的有機大分子中超快動力學過程的實時研究。該實驗室擁有美國 Spectra-Physics Laser, Inc. 生產的最新款飛秒雷射器 Hurricane-1K 、光參量放大器 OPA-800CF 和相關的配套設施。該雷射器具有結構緊湊、穩定性好、易於操作等特點，可以產生單脈衝能量達 1mJ ，脈寬為 100 飛秒的超短雷射脈衝。經光參量放大後波長可以在 300 至 3000nm 間任意調節。目前該雷射器已經用於葉綠素分子的 S 4 － S 1 態之間的內轉換過程等生物分子超快過程的研究，取得了一批重要的實驗數據。實驗結果表明該過程時間尺度在 70 － 300 飛秒之間，受溶劑性質，以及葉綠素分子與溶劑間氫鍵和配位能力的影響非常大。
更新各種雷射器 10 套，主要包括 YAG 雷射，染料雷射，準分子雷射。
科研支撐
樓南泉院士現任實驗室主任為楊學明研究員，中科院院士何國鍾研究員任本屆（第三屆）學術委員會主任，學委會成員由國內外著名的同行專家、教授17人組成。 實驗室現有研究人員22人（其中研究員15人，副研5人，助研2人），技術人員4人，管理人員1人。在該室工作的有五位資深中科院院士，他們是樓南泉、張存浩、朱起鶴、何國鍾、沙國河。 除了上述5位院士外，其他的學術帶頭人還有：楊學明，王秀岩，韓克利，王 利，楊何平，李學初，白吉玲，呂日昌等。
合作交流
實驗室一貫堅持對外開放、合作交流的政策。 1999 至 2003 五年期間，有來自美國、英國、荷蘭、日本、新加坡、埃及、瑞典、瑞士、台灣、香港等國家和地區的科學家、學者約 40 人次，以及來自國內高校、研究所的客座 20 多人次到實驗室訪問交流、合作研究，共同發表文章 75 篇；在此期間，本實驗室派出 50 多人次分別赴海外開展學術交流和合作研究。特別是與台灣原子與分子科學研究所建立了長期合作與交流。 兩岸分子反應動力學領域的合作與交流是這五年中發展很快，取得重要一系列重要成果。
大連化物所和台灣原分所早在 1998 年就簽訂了為期 4 年的合作研究和學術交流協定，兩所 2002 年又續簽了協定。在這個協定的原則下，每兩年舉辦一次兩岸動力學學術會議， 兩所人員學術交流頻繁， 並開展了實質性的合作研究，也取得了共享的豐碩成果，在 Science 和 Nature 雜誌上發表了有重要創新內容的文章。這一互利的合作研究對於本實驗室的發展起重要作用。
五年中來訪和合作人數很多，這裡只列舉一部分:1999 年，本實驗室與美國紐約大學聯合建 立“理論與計算化學國際合作研究中心”，紐約大學化學系張增輝教授任“中心”主任，本實驗室韓克利研究員為副主任；99 年 8 月，中心啟動，張增輝教授 1999-2003 期間，每年一個月到本實驗室合作研究。 2000-2003 年，雙方在國際主要學術刊物上共同發表有關論文 15 篇。
台灣國立中山大學化學系 陳國美 教授於 1999 年 9 月 15 日 -11 月 15 來訪，與本實驗室進行為期 2 個月的合作交流。 陳國美 教授在大連期間開展的研究課題是“用離子成像技術研究光解離動力學”。陳教授訪問期間，將矢量相關的理論與較新的離子成像技術結合起來與本實驗室進行合作研究，使雙方在理論和實驗兩方面均有所提高。陳教授並為本室博士研究生開講一門專業基礎課，同時進行了學術報告和專題講座，大家普遍感到收穫很大。陳教授講學的諸多內容是本室科研人員感興趣的課題，例如，用 Doppler 光譜學研究分子反應動態學, 共振增強 (2+1) 多光子電離光譜 , 影像圖樣辨認 ,用雷射誘導螢光技術確定產物分子角動量的取向等課題,與我室正在從事的研究課題密切相關。
香港科技大學化學系 嚴以京 教授是本實驗室聘請的客座教授，1999-2003 年期間 ,每年 15 天來訪.雙方合作研究的課題是:電荷在生物大分子 DNA 中的轉移機制,已聯合培養博士研究生 2 人荷蘭阿姆斯特丹Vrije 大學，物理天文系研究生 Arnode Lange,於2000年5月23日至8月30日進行為期三個多與月的來訪,合作研究的課題是：雷射光譜技術 ? 光腔衰盪光譜方法套用；
新加坡國立大學計算科學系張東輝副教授分別於2000 年5月18日-5月31日、2002 年6月24日-7月3日、2003年10月18日-31日來訪，合作研究項目是：氚、氫原子與其氯化物反應的動力學理論研究；雙方在國際學術刊物上共同發表論文 2 篇；台灣中央研究院原子與分子科學研究所 Steven Albert Harich 博於士 2001 年和 2003 年來到大連實驗室進行合作研究，題目是： Quantum state specific dynamics for the O( 1 D)+HD → OD+ H reaction, 並取得很好研究成果，共同發表了論文；埃及開羅大學 MohzmedElshakre 博士，於 2002 年 1 月 1 日- 12月31日，在本聯合實驗室合作研究一年，雙方共同在國際刊物發表論文3 篇 ;美國斯坦福研究系統（StanfordResearchSystem，USA）的汪東兵博士於2003年2 月24 日- 6月10 日 來訪。合作的項目是：光電離離子的囚禁和探測；香港城市大學套用物理系 張瑞勤 教授 2000年3 月15 日 - 4 月15 日 來訪，雙方合作研究 共同發表論文 5 篇；
2001 年 8 月 20-23 日，美國賓夕法尼亞大學化學系主任戴海龍教授訪問北京實驗室。他是由本研究室邀請在化學研究所做《分子科學中心論壇》報告，該論壇是化學所最高級別的學術報告，每年邀請10 名左右世界著名化學家前來報告。戴海龍教授曾獲國際套用光譜學會的 Coblentz 獎章，並於2003 年當選美國物理學會化學物理分會主席。戴海龍教授是本室的學術委員會委員。在京期間，戴教授還專門與本室研究生進行了座談，傳授如何做好碩士、博士研究生的經驗。分子科學論壇報告題目：高度激發的分子的能量傳遞與金屬界面吸附的有機小分子光電子誘導脫附及化學反應；2002 年 10 月 11 日 , 北京實驗室接待了應國家自然科學基金委主任陳佳洱邀請，
美國麻省理工學院（ MIT ）理學院院長、化學系教授，著名理論化學家 Rehert J. Silbey 教授的訪問。 Silbey 教授於 2003 年當選了美國科學院院士。報告內容：單分子光譜的理論研究；2002 年 10 月21日，美國加州大學 Berkeley 分校化學系教授、美國科學院院士 Richard J. Saykally 在化學研究所進行《分子科學論壇》報告，並與本室研究人員進行學術交流。Saykally教授也從事界面二次諧波和和頻振動光譜的實驗研究，他對王鴻飛實驗室的研究工作非常感興趣，並且特別關注本實驗室在水的界面光譜研究方面的進展。分子科學論壇報告題目：非線性光學成像與納米顯微鏡。
研究成果
化學反應過渡態動力學
主要內容：
反應過渡區域的量子化過渡態(Quantized Transition States)對於研究化學反應的基本特性, 如反應速率以及微觀反應動力學, 都具有決定性的作用。事實上, 現代重要的化學反應理論，如雙分子反應過渡態理論以及單分子分解的RRKM理論等都是建構在反應過渡區域的量子過渡態的理論基礎上。因此，了解量子化過渡態的結構以及它們對動力學行為的影響，對於更深入地理解化學反應的本質及行為至關重要。而勢壘型量子化過渡態結構的實驗觀察以及它們對動力學的影響一直是化學基礎研究的一個重要課題。在過去的幾年中，我們利用氫原子裡德堡飛渡時間譜裝置對H + D2 (HD)反應的態態動力學作了詳細的實驗研究，並與理論學家合作，從理論上細緻深入的分析了H + H2反應，在量子化勢壘型過渡態的結構及其對動力學影響的研究方面取得了突破性的成果。此外，我們在D+H2反應中的立體動力學對過渡態的選擇效應研究也取得了重要的成果。
科學性和創新點：
一）我們從實驗上首次觀測到了雙原子反應H+D2®HD+D過渡態區域的量子化勢壘型過渡態的結構，並從詳細的理論分析中證明這些過渡態的結構來源於不同勢壘型過渡態反應通道之間的量子干涉效應。這一實驗與理論結果澄清了長期以來對於反應過渡態這一重要概念的誤解，對於更深入地理解化學反應的本質有很大的幫助。（SCIENCE 300, 1730(2003)）
二）我們對H+HD®H2+D 的反應過程進行了詳細的實驗研究, 觀測到了非常有趣的向前散射的反應產物，通過精細的理論分析說明這一有趣的向前散射現象是由於反應中間體在通過某一特定勢壘型過渡態時放慢通過過渡態區域所引起的時間延遲而造成的。這一實驗現象非常類似於反應的共振現象，但H+HD的向前散射並不是由於共振態引起的，而是由於量子化的勢壘型過渡態所引起的。(NATURE 419, 281(2002))
國內外影響：
1. Science審稿人的評語（譯自英文）：
“有兩個原因使該文成為重要的研究結果：第一，儘管理論家們研究量子化瓶頸態（Quantum Bottleneck States）很多年了，但對於它在雙分子反應中的存在尚沒有實驗上的證實；第二，量子化瓶頸態對（反應）微分截面的影響一直是一個沒有明確定義的概念，而該文對此提供了合理的澄清。……這是一篇質量極其高（extremely high quality）的論文。”
2. Nature審稿人的評語（譯自英文）：
“我認為這是一篇非常重要的論文，其研究成果會引起各種學科里的人的直接關注，特別是在化學和物理的各個領域……。（實驗上）如此高的解析度以及理論與實驗之間如此的符合，甚至在五年之前還僅僅是人們的夢想… …”
“這是關於H+HD反應中導致前向散射峰的時間延遲機理的實驗和理論研究方面一篇優秀（excellent）的文章。在按以下進行適當的編輯之後，它將通過對在H+D2和H+HD中的時間延遲機制，與在F+HD® HF+D中觀測到的Feshbach諧振機制之間的差別做出最終的澄清，這是對化學反應動力學領域做出的重要貢獻… …。”
分子激發態碰撞傳能中的量子干涉效應
研究內容：
根據量子力學的“波粒二象性”原理，微觀粒子（電子、原子、分子等）都具有波動特性，可產生類似光波的干涉現象，故量子干涉又稱為物質波干涉。由於隨著粒子質量加大，波動性變得不顯著，一般情況下不易觀察到。近年來，在分子動態學研究中，已觀察到不少量子干涉現象而成為化學物理研究的熱點。
科學性和創新點：
我室發展了一種“雙共振多光子電離光譜”技術，用於測量分子激發態從一個態到另一個態(state-to-state) 的碰撞傳能截面，並且在國際上首次實驗觀察到了一氧化碳分子的單重/三重混合態CO (A1P, v=0 / e3S-, v=1) 碰撞傳能中的干涉效應(J. Chem. Phys. 102 (1995), 2772)。
國內外影響：
評閱人對該文的評語“這篇文章第一次測量和定義了碰撞中的干涉效應（This article is the first to measure and define carefully an interference effect in a collision.） ”，引起國際同行的高度關注，被1997年在英國召開的著名“Gordon Research Conference”作為會議中心主題，並特邀到會報告。這項研究成果是我們1999年獲得的國家自然科學二等獎“雙共振電離法研究激發態分子光譜和態分辨碰撞傳能”的最重要內容之一，還被評為2000年中國十大科技進展之一，標題為“我國科學家發現新的物質波干涉現象”。這項工作的最突出點在於它首次明確提出並定義了碰撞干涉相位角的概念，而且我們還用實驗測得了不同碰撞伴在不同溫度下的干涉相位角的數值。
最新進展：
從1999年至今，這項研究在上述基礎上又取得了重要進展。在實驗方面，發現了 與Na原子碰撞傳能也存在量子干涉效應，表明這一現象有其普遍性。又進一步研究了不同碰撞伴對干涉相位角的影響，發現在以原子或同核雙原子分子為碰撞伴時，都小於90度，而以極性分子HCl作碰撞伴時，則大於90度，這深化了我們對干涉角與分子間相互作用勢關係的認識。另外，我們還首次觀察到CO和H2分子三光子共振增強電離中的量子干涉現象。理論方面，我們發展了量子散射方法，以計算單/三重混合態碰撞傳能的干涉相位角，計算值與實驗測定值符合極好，這些理論工作使我們對碰撞干涉效應的物理本質有更加深入的了解。(1999年後的這些研究已在J. Chem. Phys., Chem. Phys. Letts.等刊物上發表論文10篇。)
飛秒化學動力學
主要內容：
飛秒雷射的出現給科學研究帶來了較大的促進。近年來在本實驗室自行建立的三台飛秒雷射系統以及配套的動力學實驗裝置上，開展一系列飛秒化學動力學課題研究，承擔了973項目，國家自然科學重點基金等，取得如下三項重要新成果：
成果1:
科學性和創新點：
飛秒雷射與分子的相互作用會出現一些新的現象，這方面的研究是近年來物理化學領域的前沿課題之一。分子反應動力學國家重點實驗室在國內較早開展此方面的理論和實驗研究，並初步取得了有重要學術價值的成果。博士研究生孫志剛在樓南泉院士指導下，在理論研究方面，採用全量子波包數值模擬方法，證明了利用適當的高強度飛秒超短脈衝作用於鈉雙原子分子，其產生的光電子能譜會出現Autler-townes分裂（ac-Stark 分裂）。這一理論結果有助於人們更深入地理解超短脈衝下的分子振動相干態和能級的概念。
國內外影響：
該項理論發現的文章“Autler-townes splitting in the multiphoton resonance ionization spectrum of molecules with ultra-short laser pulse”發表在Physical Review Letters 上（2003年91卷2期23002頁）。
成果2:
科學性和創新點：
上世紀九十年代中期，超強超快雷射技術的發展使得人們獲得了極強的電場，能使分子發生電離或解離，形成了“強場雷射化學”的一個新領域。在強雷射場所引起多原子分子發生解離的方面進行了理論和實驗相結合的研究，在國際上發表了多篇論文。首次在國際上提出了強雷射場中的場致解離模型，認為多原子分子中的化學鍵在強場作用下普遍會自行解離。他們以甲烷、乙醛和丙酮分子為例，作了雷射場下的勢能面和動力學軌跡的計算，成功地揭示了他們在實驗中所觀測到的這些分子的碎片和方向分布，證實了上述理論的普遍性。另一方面，在強場引起分子發生電離方面首次把分子軌道的概念引入了分子的強場電離，計算並比較了丙酮分子強場電離的實驗幾率。又把視野擴充到不同類型的分子上，比較了乙烷（含C-C單鍵）、乙烯（含雙鍵）和乙炔（含三鍵）的強雷射電離現象，並用他們提出的強場電離理論予以詮釋。還首次對電離的方向性進行了研究，計算了O2分子和N2分子在不同方向上的強場電離截面。
國內外影響：
以上兩方面的研究成果，應邀在國際綜合性刊物《Trends in Chemical Physics》（Vol.10,2003）上發表了綜合性文章。被J. Chemical Physics雜誌評為“Represents a significant new contribution”。
成果3:
科學性和創新點：
氨分子飛秒光電子譜研究。使用納秒和飛秒雷射，結合光電子能譜技術分別對以NH3分子的快速預解離態 為中間共振態的（1+1），（2+2），（2+2）+1和（2+2）+2多光子過程的光電子能譜進行了研究。首次在以NH3 為中間態的（1+1）共振光電子能譜中觀測到了有利於解離的N-H拉伸振動模式v1帶系，這在通常的光譜方法中是很難觀測到的，其中包含了NH3 態解離過程的動力學信息。在飛秒雷射實驗中，使用400 nm的單色飛秒雷射，得到了不同光強下，以NH3 為共振中間態的（2+2）多光子電離質譜和光電子能譜。該光電子能譜分成三部分，即普通的多光子電離產生的慢電子和由於超閾值電離(ATI, Above Threshold Ionization，是一種強場效應)而多吸收一個和兩個光子形成的快電子。飛秒(2+2)REMPI光電子能譜的結構表現出明顯的拉伸振動 帶系。這是因為NH3的離子基態和 態均為平面構型，躍遷過程中全對稱伸縮 的激發占主要成分。。
國內外影響：
該項研究結果應邀在2000年法拉第國際會議上報告。
分子束和雷射束反應動態學研究
研究內容：
分子反應動態學是從分子層次研究化學反應本質的一門學科。而交叉分子束和雷射束則是研究反應動態學的強有力工具。利用二台自己研製的交叉分子束實驗裝置和雷射激發及探測技術從實驗和理論兩方面, 在雙分子反應散射，態—態反應，立體化學動力學與雷射控制化學反應通道等前沿方向，研究了鹼土金屬原子與鹵代烴反應。就反應物的初始能態(反應物的相對平動能及其電子能)、性質(不同的鹼土金屬原子、各種鹵代烴)、軌道取向(Ca原子的P軌道取向)及反應體系的勢能面性質等因素對反應截面、反應產物的能態分布、角動量取向的影響等系統深入地進行了探討，提出和證實新的反應機理和理論模型。
科學性與創新點：
(1) 首次用自建的通用型交叉分子束實驗裝置研究了Cl+CH2I2®ICl+CH2I反應，判明此反應過程經歷一短壽命的中間過渡態。
(2) 測定了鹼土金屬原子與鹵代烷烴的14種反應激發函式，發現烷基中被激發的自由度數目隨反應截面增大而減少。
(3) 首次在實驗上發現對於Ba+C6H5X®BaX+C6H5反應，當X從 Cl®Br®I時，BaX的振動能下降，而且反應截面也減少。這恰巧與Ba+CH3X®BaX+CH3反應的趨勢相反。
(4) 發現隨著鹵代烷烴碳鏈的增長，產物振動激發增強，而產物的轉動取向減弱。
(5) Ca(1P1)和CH4-nCln(n=1,2,3,4) 反 應，當n增加時CaCl的軌道取向效應減弱。
(6) 利用雷射偏振性改變Ca(1P1) 原子p 軌道空間取向，實現對上述反應的反應產物CaCl 電子激發態A,B 分支比的控制，並且發現隨著n增大，Ca 原子p 軌道空間取向的影響減弱。
(7) 利用量子化學和經典軌跡計算方法，以及根據以上實驗結果的分析，研究了勢能面的性質對產物轉動取向的影響，發現吸引型可導致產物的強烈取向，並進一步設計實驗證實了這一發現。
國內外影響：
以上工作1999年獲“中國科學院自然科學獎一等獎”。發表的文章得到國際同行近百次的引用。
獲獎情況
1、1982年，“JF-2型交叉分子束實驗裝置”獲中國科學院科技成果一等獎
2、1986年，“分子束反應動態學一分子傳能研究”獲中國科學院科技成果一等獎
3、1987年，“分子束反應動態學與分子傳能研究”獲國家自然科學二等獎
4、1994年，“分子反應動力學實驗裝置”獲中國科學院科技進步一等獎
5、1997年，“雙共振電離法研究激發態分子光譜和態分辨碰撞傳能”
獲中科院自然科學一等獎
6、1999年，“雙共振電離沙土研究激發態分子光譜和態分辨碰撞傳能 ”
獲國家自然科學二等獎
7、1999年，“分子束和雷射束反應動態學研究”獲中科院自然科學一等獎
