Исследование механизма УФ фотофрагментации Ван-дер-Ваальсовых димеров (CH3I)2 и (HI)2, а также Ван-дер-Ваальсовых комплексов O2-X (X=CH3I, C3H6, C6H12, Xe)

• Автор: Видьма, Константин Викторович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 177 с.

Ван-дер-Ваальсовы комплексы

Экспериментальный подход

Ван-дер-Ваальсовы комплексы, исследовавшиеся в работе

Димеры йодистого метила и йодистого водорода

Кластеры кислорода с другими молекулами

Структура диссертации

Гллвл 1 Ван-дер-Ваальсовы комплекты, исследовавшиеся в работе

1.1 Ван-дер-Ваальсовы силы

1.2 Расчеты структуры и энергии связи в Ван-дер-Ваальсовых комплексах

1.3 Геометрия и энергия связи в димерах йодистого метила (СН31)2 и йодистого водорода (Н1)2

1.3.1 Димеры йодистого метила (СН31)2

1.3.2 Димеры йодистого водорода (Н1)2
1.4 Геометрия и энергия связи в кластерах 02-СН31, 02-Хе, СД-СбНц
1.4.1 Кластеры 02-Хе
1.4.2 Кластеры 02-СН31
1.4.3 Кластеры 02-СбН]2
Глава 2 Экспериментальная методика
2.1 Общее описание экспериментального подхода
2.1.1 Первая стадия - приготовление Ван-дер-Ваальсовых кластеров
2.1.1.1 Техника сверхзвуковых молекулярных пучков
2.1.1.2 Размеры кластеров, образующихся в молекулярном пучке
2.1.2 Вторая стадия - фотовозбуждение кластеров
2.1.3 Третья стадия - регистрация фотопродуктов
2.1.3.1 Используемые методики регистрации фотопродуктов
2.1.3.2 Ионизация нейтрачьных фотопродуктов

2.1.3.3 Резонансно-усиленная многофотонная ионизация (РУМФИ)
2.1.3.4 О чем необходимо помнить при регистрации заряженных
фотопродуктов
2.2 Описание экспериментальных установок
2.2.1 Новосибирская установка
2.2.1.1 Общее описание
2.2.1.2 Формирование молекулярного пучка
2.2.1.3 Откачка вакуумной системы
2.2.1.4 Возбуждающее излучение
2.2.1.5 Времяпролетный масс-спектрометр
2.2.1.6 Влияние фонового сигнала
2.2.1.7 Распределение фотопродуктов по скоростям и углам разлета
2.2.1.8 Регистрация распределения по скоростям и углам разлета с помощью
времяпролетного масс-спектрометра
2.2.2 Наймегенская установка
2.2.2.1 Отличия наймегенской установки от новосибирской
2.2.2.2 Как работает техника построения карт скоростей
^ 2.2.2.3 Устройство 2-D детектора
2.2.2.4 Пример карты скоростей, полученной в эксперименте
2.2.2.5 Двумерные и одномерные карты скоростей
2.2.2.6 Некоторые важные особенности наймегенской установки
2.2.2.1 Методика «слайсинг» - модификация традиционной техники построения
карт скоростей
Глава 3 Постановка задачи и обзор литературы, посвященной исследованиям УФ фотодиссоциации комплексов (Сіізі): и (111)2
Ф Глава 4 Исследование УФ фотодиссоцнации Ван-дер-Ваальсовых комплексов йодистого метила (СН31)2. Изучение механизма образования заряженных фотоиродуктов
4.1 Детали экспериментов
4.1.1 Детали экспериментов, выполненных на новосибирской установке
4.1.2 Детали экспериментов, выполненных на наймегенской установке
4.2 Основные результаты
4.2.1 Основные результаты

4.2.2 Распределение фотопродуктов по углам и скоростям
4.2.3 Вопросы, требующие обсуждения
4.3 Обсуждение
4.3.1 Отсутствие сигналов СНз+ и СНз1+ в масс-спектре сверхзвукового пучка
4.3.2 Размеры кластеров (СНз1)п, образующихся при сверхзвуковом
расширении
4.3.3 Механизм образования поступательно горячих ионов Г
4.3.4 Механизм образования ионов молекулярного йода 12+
4.3.5 Механизм образования ионов 1+ с низкой кинетической энергией
4.4 Заключение к главе
Глава 5 Исследование УФ фотодиссоциации Ван-дер-Ваальсовых комплексов
ЙОДИСТОГО МЕТИЛА (СН31)2. КАНАЛ ОБРАЗОВАНИЯ НЕЙТРАЛЬНЫХ МОЛЕКУЛ
5.1 Введение
5.2 Методика регистрации нейтральных молекул
5.3 Детали эксперимента
5.3.1 Газовые смеси для приготовления сверхзвукового пучка
5.3.2 Источники излучения
5.3.3 «Полезный» и «паразитный» сигналы ионов 1+
5.4 Результаты
5.4.1 Эксперименты с высокой концентрацией йодистого метила в смеси
5.4.2 Первый подход к извлечению величины «полезного» сигнала ионов 1+
5.4.3 Второй подход к извлечению величины «полезного» сигнала ионов 1+
5.4.4 Эксперименты с низкой концентрацией йодистого метила в смеси
5.5 Обсуждение
5.5.1 Механизм образования молекул 12 при фотодиссоциации больших кластеров
йодистого метила
5.6 Заключение к главе
Глава 6 Исследование УФ фотодиссоциации Ваи-дер-Ваальсовых комплексов йодистого водорода (Н1)2. Изучение механизма образования заряженных
фотопродуктов
6.1 Введение
6.2 Детали экспериментов
6.2.1 Детали экспериментов, выполненных на новосибирской установке

образование иона Ь+ наблюдалось при возбуждении кластеров (СНз1)2 на длинах волн 266 нм и 304 нм. Жонг с соавторами [29, 30] и Потс с соавторами [31] наблюдали образование ионов 12+ из кластеров йодистого метила в двухлазерных экспериментах с фемтосекундным излучением с длинами волн 277 и 304 нм [29, 30], и 270 и 405 нм [31].
Заметим, что во всех перечисленных работах, где наблюдалось образование ионов 12+, для регистрации продуктов применялась техника времяпролетной масс-спектрометрии, которая позволяет регистрировать только заряженные продукты фотодиссоциации. Поэтому в этих работах наблюдались заряженные ионы 12+, и ни в одной из них не было возможности наблюдать нейтральные молекулы 12.
Образование нейтральных молекул 12 наблюдалось в других экспериментах, где использовались методики регистрации, позволяющие регистрировать нейтральные фрагменты. Так, о наблюдении молекул 12 сообщается в работах Фана и соавторов [38, 39], Вонга и соавторов [41] и Ито и соавторов [43].
В экспериментах Фана и соавторов [38, 39] фотовозбуждение производилось на длинах волн 193 и 248 нм, а образование 12 было зарегистрировано по сигналу лазерно-индуцированной флуоресценции. Образование 12 наблюдалось в пучках, содержащих CH3I, HI и другие йодсодержащие вещества.
Вонг с соавторами [41] возбуждали кластеры (СН31)2 излучением с длиной волны 200 нм. Образование нейтрального йода 12 регистрировалось методом резонансного Римановского рассеяния.
Ито с соавторами [43] зарегистрировали образование молекул 12 при возбуждении кластеров (СНз1)2 в диапазоне длин волн 245-275 нм с помощью внутрирезонаторной спектроскопии, основанной на измерении времени жизни фотона в резонаторе (Cavity ring-down spectroscopy).
Механизм образования ионов 12+ и нейтральных молекул 12 при фотовозбуждении димеров (RI)2 широко обсуждался в литературе [25, 26, 28-30, 51]. В результате сформировался общепринятый взгляд, согласно которому образование нейтрального и ионного молекулярного йода являются последовательными стадиями одного фотохимического процесса, в ходе которого сначала образуется молекула 12, а затем в результате ее фотоионизации образуется ион 12+:
(RI)2 + /zv -> 2R +12 (13)
12 + п-/гг->12 +е
(14)