Исследование элементарных процессов с участием атомов и радикалов методом внутрирезонаторной лазерной спектроскопии

• Автор: Муленко, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

§ I. Физические принципы метода внутрирезонаторной лазерной спектроскопии (ВРЛС)

§ 2. Обоснование/применения лазеров на растворах органических красителей в методе ВРЛС для изучения элементарных процессов с участием радикалов и атомов

§ 3. Методы получения радикалов НС О , А///%

и атомов йода

Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ЕЕ ОПИСАНИЕ

§ I. Лазер на растворах органических красителей

§ 2. Разложение исходных молекул импульсным

электрическим разрядом, импульсным УФ излучением и излучением импульсного TEA COg-лазера

§ 3. Регистрация спектров поглощения методом ВРЛС. и методика их обработки

§ 4. Вакуумная часть установки и используемые в эксперименте газы

Глава III. ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПРОЦЕССОВ С УЧАСТИЕМ
РАДИКАЛОВ НСО И CHS МЕТОДОМ ВРЛС
§ I. Механизм разложения импульсным фотолизом и импульсным электрическим разрядом молекулы СН3СН0 и изучение реакций рекомбинации радикалов НСО и СН3 в атмосфере аргона и гелия
§ 2. Измерение вращательной температуры радикала НСО по спектру его поглощения, получен-, ного методом ВРЛС

Глава IV. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВРЛС ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПРОЦЕССОВ С УЧАСТИЕМ РАДИКАЛА
§ I. Элементарные процессы, ответственные за ги- 74-86 бель радикала /И/%, полученного при разложении NH3 методом импульсного УФ фотолиза
§ 2. Определение константы скорости рекомбинации 86
радикала NH^ в пределе низких и высоких давлений
§ 3. Расчёт энергии, передаваемой в процессах 91
столкновения возбуждённой молекулой NZH*> образовавшейся при рекомбинации радикаловЛ%.
Глава V. ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПРОЦЕССОВ С УЧАСТИЕМ РАДИКАЛОВ СН3 И АТОМОВ 7 МЕТОДОМ ВРЛС
§ I. Измерение концентрации^ методом ВРЛС
§ 2. Объяснение механизма диссоциации молекулы СН$7 105
под действием излучения импульсного TEA С02~лазера
§ 3. Изучение элементарных процессов с участием ато- II4-II9
мов 7 и радикалов СН$ , полученных при диссоциации СН$7 излучением импульсного TEA С02-лазера.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Многие явления в природе, а также процессы, протекающие под воздействием излучения на вещество в лабораторных условиях сопровождаются быстрыми химическими реакциями с участием атомов и нестабильных радикалов. Особый интерес у исследователей вызывают газофазные реакции с участием этих частиц. Изучение газофазных химических реакций непосредственно связано с исследованием элементарных процессов с участием атомов и радикалов. Исследовать элементарные процессы - это значит измерить константы скорости химических реакций, определить энергию передаваемую при столкновениях возбуждённой молекулой или атомом, а также установить механизм диссоциации молекулы. Важность изучения элементарных процессов с участием атомов и радикалов связана прежде всего с получением количественных данных о химических реакциях, протекающих под действием внешних источников излучения, в частности под действием лазерного излучения. Это приобретает особую актуальность всвязи с задачами по лазерному разделению изотопов. С другой стороны, важность изучения элементарных процессов обусловлена необходимостью апробации новых активных сред для газовых лазеров.
В последние несколько лет получило интенсивное развитие одно из направлений квантовой электроники и квантовой радиофизики -применение лазеров в химической физике, фотохимии и фотофизике.
Для получения количественной информации об элементарных процессах с участием атомов и радикалов необходимо знать временное поведение этих частиц или продуктов их рекомбинации. Поскольку свободные радикалы весьма активны, их концентрации невелики, а времена жизни

составляют ~10 -г 10 с. Регистрировать радикалы можно по спектрам поглощения в видимой области. Методы классической спектроскопии для этих целей не всегда могут быть пригодны, ввиду недоста-

Влияние рода инертного газа на процесс диссоциации можно объяснить следующим образом. Под воздействием импульсного УФ излучения образуется электронно-возбужденная молекула в состоянии 3^ на колебательном уровне Ц~а :
В общем случае диссоциация может происходить с различных колебатате воздействия на ацетальдегид импульсным УФ излучением, он
Если положить, что процесс диссоциации столкновительный, то здесь и проявляется эффективность аргона и гелия как различных дезактиваторов колебательной энергии
По выходу радикалов НСО видно, что гелий более эффективно, примерно в два раза чем аргон, дезактивирует колебательно-возбужденные молекулы СН3 СНО . Следовательно, в атмосфере гелия диссоциирует меньше колебательно-возбужденных молекул, чем в атмосфере аргона. На сам же процесс рекомбинации образовавсвета к))' , или перейти в другое колебательное состояние в результате внутренней конверсий:
СН3СН0($, Щ) — ЩСНО ($Та)
/ (3.2)
(3.3)
тельных уровней. Из литературы известно [43-45] , что в резульразлагается, в основном, с образованием радикалов СН3 и НСО
СН£Н0(ЗоЩ) + М ~^СН3 + НСО І-М
(3.4)