分會

第四十八分會：化學動力學

摘要

CS2分子與CO2、OCS分子都是16價電子的等電子體，都具有復雜的激發(fā)態(tài)勢能面，CS2更是研究分子復雜勢能面上波包演化的模型體系。研究CS2分子的光解過程有助于我們理解CS2分子復雜電子激發(fā)態(tài)勢能面的拓撲結(jié)構(gòu)及其演化、星際中CS、S2碎片的來源以及大氣中硫元素的循環(huán)過程。 作者依托大連相干光源(Dalian Coherent Light Source, DCLS)，利用時間切片離子速度成像(TS-VMI)裝置對CS2分子在UV波段的雙光子光解和VUV波段的單光子光解動力學展開研究，首次在實驗上直接觀測到了C+S2產(chǎn)物通道[1]，成功解釋了星際中的S2是來源于母體分子CS2的輻射解離碎片；另外，我們通過逐步降低激發(fā)光子的能量，從實驗上推斷出C+S2產(chǎn)物通道的解離閾值波長應在167nm左右，修正了此前Fournier等人[2]報道的157.7nm；還有，我們觀測到S+CS產(chǎn)物通道信號量非常大[3]，表明高層大氣中CS2分子極易受太陽輻射解離，產(chǎn)生的S原子將參與到大氣成分的循環(huán)演化當中，比如形成酸雨等。 實驗上，通過1+1’(VUV+Visible)閾值電離技術(shù)+分光設(shè)計，對S原子和C原子產(chǎn)物進行探測，離子速度影像顯示伴生產(chǎn)物S2和CS分子具有清晰的振動分辨，進一步分析產(chǎn)物的速度分布和空間角分布，發(fā)現(xiàn)二者都是高度振動激發(fā)的，而轉(zhuǎn)動溫度適中，各向異性參數(shù)β值顯示產(chǎn)物碎片散射有輕微的空間各項異性。結(jié)合理論計算[4]，我們給出了CS2分子合理的解離機理：無論單光子還是雙光子激發(fā)，當激發(fā)光子能量≥7.08eV時，基態(tài)線型CS2分子被激發(fā)到1B2(21Σ+)電子激發(fā)態(tài)上，通過自旋-軌道耦合或者振動耦合，在沿SC-S鍵長坐標較大的地方，斷鍵生成S+CS產(chǎn)物；另一方面，通過構(gòu)型轉(zhuǎn)換到線型CSS分子，沿C-SS鍵長坐標解離生成C+S2產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞

光解;CS2;自由電子激光

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