J. Physique Lett. 45, 1083-1089 (1984)
DOI: 10.1051/jphyslet:0198400450220108300

The average cos δ approach to the theoretical calculation of thermal energy ion-dipolar molecule reaction rate constant

A.M. Kosmas

Department of Chemistry, University of Ioannina, Greece

Abstract
A simplified method is presented to compute the average interaction potential of an ion reacting with a dipolar molecule at thermal collision energies. Using this potential and applying the Langevin criteria for capture collisions, an expression for the reaction rate constant is derived. The theoretical rate constant is compared with many experimental data, the results of recent trajectory calculations and the predictions of other theories. It is shown to be in good agreement with experiment and it is found close to other models based on statistical or variational methods. It is also found in good agreement with detailed trajectory calculations.

Résumé
On présente une méthode simplifiée pour le calcul du potentiel moyen d'interaction d'un ion avec une molécule polaire aux énergies thermiques de collision. En appliquant ce potentiel et les critères de Langevin aux collisions de capture on dérive une expression pour la constante de vitesse de la réaction. Cette constante théorique de la vitesse est comparée à plusieurs données expérimentales, aux résultats de calculs récents de trajectoires et aux prévisions d'autres théories. Il est démontré qu'elle est en bon accord avec l'expérience et qu'elle est proche d'autres modèles basés sur des méthodes statistiques ou variationnelles. Elle est aussi en bon accord avec des calculs détaillés de trajectoires.

PACS
8220F - Stochastic and trajectory models of chemical kinetics, other theories and models.
8230F - Ion molecule, ion ion, and charge transfer reactions.

Key words
ion molecule reactions -- reaction rate constants -- ion molecule capture collision -- average cos theta approach -- reaction rate constant -- average interaction potential -- thermal collision energies -- Langevin criteria -- capture collisions -- trajectory calculations