单次碰撞条件下的BaO化学发光研究

本文简略地概述了在交叉分子束实验中研究Ba N_2O反应所获得的结果。通过用光学多通道分析器观察这个反应的化学发光空间角分布及测定辐射态的寿命,通过在单次碰撞条件下测定出这个反应的带头明显可辨的化学发光光谱以及从Ba的~3D态原子与N_2O反应得到化学发光光子产率的增加等实验结果,说明了这个反应的化学发光来源于BaO的A~1∑~ 和A′~1Ⅱ态的辐射。本文还采用反应通过生成离子对Ba N_2O~-中间物再引发反应的假设,较为合理地解释了Ba(~3D) N_2O反应的机理,并根据此模型用相空间统计理论计算了上述反应各电子态产物的分支比,得到与实验定性地吻合的结果。     

化学发光反应Ba N_2O产物BaO的传能和Ba O_2 M的机理

Ba/N_2O反应曾被认为是有可能发展电子跃迁化学激光的反应体系。 在热管炉反应器中作了Ba/N_2O化学发光反应,记录了产物BaO(A’∑→X~1∑~ )的化学发光光谱。光谱的特点及压力相关性,表明BaOA~1∑~ 不是化学反应产物的先驱态、它的布居是可能的先驱态(b~3π和A’~1π)经碰撞转移到A~1∑~ 态实现的。     

超音速流动条件下Sn/N_2O(O_2)化学发光反应动力学的实验研究

在温度低于900K 和1—10乇腔压范围内,首次采用等离子加热方法产生金属 Sn 蒸气,并利用超音速流动反应装置,研究了载气为 N_2和 N_2 Ar 时 Sn N_2O 和 Sn O_2的化学发光反应。首次采用光学多通道分析仪(OMA Model 1450)获得了不同腔压下 SnO(a~3∑~ ----X~1∑~ )跃迁的化学发光光谱,得出了不同腔压下 SnO(a~3∑~ )态的相对振动布居,并将本实验结果与低亚音速高温快速流动反应器(HTFFR)中所得的结果做了比较。     

Ba(~1S)+N_2O反应的化学发光偏振研究

当原子或分子之间经历反应碰撞后,产物分子的转动角动量矢量相对于初始相对速度矢量具有较明显的取向。达一信息可从测量反应生成的激发态产物分子的化学发光偏振度P得到。Zare等首先研究了反应Ba(~1S)+N_2O产物的化学发光偏振;近期Jalink等利用六极电场将反应物分子取向,研究了反应Ba(~1S)+N_2O的化学发光偏振与不同碰撞方位的关系。本文研究了化学发光偏振度随Ba(~1S)束速度(即反应物相对平动能)的变化,根据产物转动角动量分布对反应物相对平动能的依赖关系得到了Ba(~1S)+N_2O反应的反应机理及势能面的新图象。     

超音速流动条件下Sn/N2O(O2)化学发光反应动力学的实验研究

在温度低于900 K和1—10乇腔压范围内, 首次采用等离子加热方法产生金属Sn蒸气, 并利用超音速流动反应装置, 研究了载气为N_2和N_2+Ar时Sn+N_2O和Sn+O_2的化学发光反应。首次采用光学多通道分析仪(OMA Model 1450)获得了不同腔压下SnO(a~3∑~+—X~1∑~+)跃迁的化学发光光谱, 得出了不同腔压下SnO(a~3∑~+)态的相对振动布居, 并将本实验结果与低亚音速高温快速流动反应器(HTFFR)中所得的结果做了比较。     

~(12)CO(A~1П)与~(13)CO(X~1∑~+)电子传能的多光子电离光谱研究

用双色共振多光子电离光谱(REMPI)方法,在77K温度下对~(12)CO(A~1H)与~(13)CO(X~1∑~+)之间的碰撞传能过程进行了研究.发现二者之间的电子能量转移极快,并测量了其不同振动通道的速率,得到~(12)CO(A~1П)V=1、2、3与~(13)CO(X~1∑~+)V=0之间的电子传能总截面分别为114±42、22±4、17±6∧~2,还测量了产物的∧分裂П~+和П~-的布局比,发现П~+布居总是多于П~-.从激基复合物生成的观点对传能机理和∧双重态布居的倾向性进行了讨论。     

12CO(A1Π)与13CO(X1∑+)电子传能得多光子电离光谱研究

用双色共振多光子电离光谱(REMPI)方法, 在77 K温度下对~(12)CO(A~1H)与~(13)CO(X~1∑~+)之间的碰撞传能过程进行了研究. 发现二者之间的电子能量转移极快, 并测量了其不同振动通道的速率, 得到~(12)CO(A~1П)V=1、2、3与~(13)CO(X~1∑~+)V=0之间的电子传能总截面分别为1.14±0.42、0.22±0.04、0.17±0.06 nm, 还测量了产物的∧分裂П~+和П~-的布局比, 发现П~+布居总是多于П~-. 从激基复合物生成的观点对传能机理和∧双重态布居的倾向性进行了讨论。     

在分子束-气装置上研究Sn+N2O反应的动态学

在分子束-气装置上测量了Sn+N_2O和Sn+O_2反应的发光光谱, 得到了压力为10~(-2)～10~(-4)乇时两个反应的发光光谱随反应压力的变化, 结果表明: Sn+N_2O反应生成的SnOa~(3∑)态主要是由其它电子态经碰撞而布居的。实验用化学发光方法测得了Sn+N_2O反应的总碰撞截面为0.32 nm, 说明发光态是由Sn(~3P_2)+N_2O反应直接产生的。     

在分子束-气装置上研究Sn+N_2O反应的动态学

在分子束-气装置上测量了Sn+N_2O和Sn+O_2反应的发光光谱,得到了压力为10~(-2)～10(-4)乇时两个反应的发光光谱随反应压力的变化,结果表明:Sn+N_2O反应生成的SnOa~(3∑)态主要是由其它电子态经碰撞而布居的。实验用化学发光方法测得了Sn+N_2O反应的总碰撞截面为32A~2,说明发光态是由Sn(~3P_2)+N_2O反应直接产生的。     

基态和亚稳态的Ca、Ba原子与ClO2化学发光反应的动态学研究

在束-气装置上的单次碰撞条件下, 利用低压直流放电选择性地激发碱土金属到亚稳态, 观察了Ca(~1S)、Ca(~1S’~3P)、Ba(~1S)、Ba(~1S, ~3D)+ClO_2。反应的化学发光. 通过测量化学发光总包光强的空间分布, 得到这些反应的总碰撞截面为: Ca(~1S)+ClO_2, 0.97 nm; Ca(~3P)+ClO_2, 1.38 nm; Ba(~1S)+ClO_2, 13.6 nm; Ba(~3D)+ClO_2, 2.39 nm, 计算机模拟化学发光光谱, 发现新生产物MO(M=Ca, Ba)的电子激发态A~1П态的相对振动布居分布是非玻尔兹曼分布的, 求出反应Ba(~3D)+ClO_2和Ca(~3P)+ClO_2产生的MClC~П→X~2 ∑~+跃迁的化学发光截面分别为0.51 nm和0.31 nm, 计算光谱中不同成份的光强, 得到了反应产生MO、MCl的产物分支比. 最后, 讨论了这类反应的机理。     

在束-气装置上研究Sr(1S),Sr(3P)+Cl2的化学发光反应动力学

本文在束-气条件下研究了Sr(~1S), Sr(~3P)+Cl_2的化学发光反应。实验压力为10~(-5)～10~(-4)Torr, 金属束炉温1000 K左右。同时, 观测和分析了Sr, Sr~*+Cl_2反应产物Sr(A,B)、SrCl_2~*的发光光谱。发现Cl_2压力(pcl_2)较低时, 主要生成SrCl~*; 而pcl_2增高时(>2×10~(-4)Torr), SrCl_2~*的发射光谱逐渐增强。实验结果表明, SrCl~*是单次碰撞的直接产物, 其发光强度(I_(SrCl)~*)与pcl_2、Sr的原子密度均为直线关系, 而I_(SrCl_2)~*与pCl_2成二次关系, 表明SrCl_2~*是SrCl~*和Cl_2碰撞的产物, 与BaCl_2~*的生成机理相同。由实验结果计算而得到的亚稳态Sr~*原子及基态Sr原子在Cl_2中的总消除截面分别为9.7±5 nm~2及5.8±5 nm~2。由此估计由亚稳态Sr~*及基态Sr与Cl_2反应生成SrCl(A)的相对光子产率为Φ~*/Φ~0=115。     

基态和亚稳态的Ca、Ba原子与CIO_2化学发光反应的动态学研究

在束-气装置上的单次碰撞条件下,利用低压直流放电选择性地激发碱土金属到亚稳态,观察了Ca(~1S)、Ca(~1S’~3P)、Ba(~1S)、Ba(~1S,~3D)+ClO_2。反应的化学发光.通过测量化学发光总包光强的空间分布,得到这些反应的总碰撞截面为:Ca(~1S)+ClO_2,97(A~2);Ca(~3P)+ClO_2,138(A~2);Ba(~1S)+ClO_2,136(A);Ba(~3D)+ClO_2,239(A~2),计算机模拟化学发光光谱,发现新生产物MO(M=Ca,Ba)的电子激发态A~1П态的相对振动布居分布是非玻尔兹曼分布的,求出反应Ba(~3D)+ClO_2和Ca(~3P)+ClO_2产生的MClC~П→X~2 ∑~+跃迁的化学发光截面分别为51(A~2)和31(A~2),计算光谱中不同成份的光强,得到了反应产生MO、MCl的产物分支比.最后,讨论了这类反应的机理。     

银配合物与联氨定向反应的研究Ⅰ

本文研究了银的不同配合物与N_2H_4的反应,得出微量的Cu~(2+)不仅能加快反应速度,能有效地促进N_2H_4按反应(4)进行四电子定向反应的比率,而且N_2H_4按四电子定向的反应率随银配合物稳 4Ag~+(AgL_2~(q±))+N_2H_4(?)4Ag+N_2+4H~+(+8L~[q±(～1)]/~2) (4) Ag~+(AgL_2~(q±))+N_2H_4(?)Ag+l/2N_2+H~+(+2L~[q±(～1)]/~2) (5) 定常数的增大而降低的结论。无Cu~2+时,N_2H_4的四电子反应率与银配合物的logβ_2成线性关系;Cu~2+存在时,N_2H_4单电子反应率的对数与1/logβ_2呈线性关系。     

F~2, F与I~2的化学发光反应

在流动余辉实验装置上,研究了F~2,F与I~2的化学发光反应。首次在F+I~2反应体系中观察到较强的IF(B→X)发射光谱,采用简单碰撞理论对IF(B)的振动驰豫进行估算后,得到了其振动布居,发现与F~2+I~2反应体系有明显的不同,从而推测这两个反应的激发态产物IF(B)是由不同的反应通道形成的。前者由初级反应产物I~2F与F原子进一步作用产生,而后者则由激发态的I(^2p~1~/~2)与基态的F(^2p~3~/~2)碰撞复合产生。     

在束-气装置上研究Sr(~1S),Sr(~3P) Cl_2的化学发光反应动力学

本文在束-气条件下研究了Sr(~1S),Sr(~3P) Cl_2的化学发光反应。实验压力为10~(-5)～10~(-4)Torr,金属束炉温1000K左右。同时,观测和分析了Sr,Sr~* Cl_2反应产物Sr(A,B)、SrCl_2~*的发光光谱。发现Cl_2压力(pcl_2)较低时,主要生成SrCl~*;而pcl_2增高时(>2×10~(-4)Torr),SrCl_2~*的发射光谱逐渐增强。实验结果表明,SrCl~*是单次碰撞的直接产物,其发光强度(I_(SrCl)~*)与pcl_2、Sr的原子密度均为直线关系,而I_(SrCl_2)~*与pCl_2成二次关系,表明SrCl_2~*是SrCl~*和Cl_2碰撞的产物,与BaCl_2~*的生成机理相同。由实验结果计算而得到的亚稳态Sr~*原子及基态Sr原子在Cl_2中的总消除截面分别为97±5(?)~2及58±5(?)~2。由此估计由亚稳态Sr~*及基态Sr与Cl_2反应生成SrCl(A)的相对光子产率为φ~*/φ~0=115。     

利用E-V传能模型研究亚稳态分子PCI(b~1∑~+)的猝灭过程

亚稳态分子猝灭机理的研究一直受到人们的极大重视.本文利用E-V传能模型对亚稳态分子PCl(b~1∑~+)的猝灭过程进行了定量处理.结果表明PCl(b~1∑~+)的猝灭是PCl(b~1∑~+→a~1△)跃迁和试剂分子端键X—Y振动能级近共振传能的结果,与PCl(b~1∑~+)的猝灭是PCl(b~1∑~+→a~1△)跃迁的Franck-Condon因子及试剂分子端键X—Y振动的非谐性系数有关,而且也受猝灭试剂分子极化率的影响.     

Ba+Cl_2,Br_2化学发光反应动力学研究——电子激发态BaCl_2~*的生成机理

本文在束-气化学反应装置中,研究了Ba+Cl_2(Br_2)化学发光反应,观测了BaCl_2~*(BaBr_2~*)连续发射和Ba(~1P→~1S)辐射强度与反应物浓度的关系,并用OMA观测了BaCl_2~*(BaBr_2~*)的发光强度的空间分布。实验结果否定了生成BaCl_2~*的单次碰撞的各种设想,通过形成高振动激发的电子基态中间产物的二步反应机理,成功地解释了实验观察的各项结果,证明这个机理是可信的。     

Ba+Cl2, Br2化学发光反应动力学研究——电子激发态BaCl2*的生成机理

本文在束-气化学反应装置中, 研究了Ba+Cl_2(Br_2)化学发光反应, 观测了BaCl_2~*(BaBr_2~*)连续发射和Ba(~1P→~1S)辐射强度与反应物浓度的关系, 并用OMA观测了BaCl_2~*(BaBr_2~*)的发光强度的空间分布。实验结果否定了生成BaCl_2~*的单次碰撞的各种设想, 通过形成高振动激发的电子基态中间产物的二步反应机理, 成功地解释了实验观察的各项结果, 证明这个机理是可信的。     

Ba(~3D,~1S)原子与Cl_2,I_2化学发光反应的分子束研究

本文在分子束单次碰撞条件下,研究了基态和亚稳态Ba原子与Cl_2,I_2气体的化学发光反应.发现亚稳态Ba原子的反应不产生BaCl_2的连续辐射,而却增加了BaCl的辐射,特别是其C~2II态的辐射.测得金属原子被Cl_2分子碰撞消除的总截面,对基态Ba原子是65±5A~2,对亚稳态Ba原子是105±5A~2,与电子跳跃(鱼叉)模型计算结果一致.还获得Ba(~3D) I_2反应产生BaI(~2II3/2--~2∑~ )跃迁△v=0辐射带高分辨光谱,近似计算结果说明,BaI(C~2II3/2)态具有非统计振动布居.用推广的鱼叉模型对实验结果作了定性解释     

C2H4-K体系中振动态至电子态传能的研究

用TEA CO_2激光将C_2H_4分子激发到高振动激发态，高振动激发态的C_2H_4分子与基态的K原子碰撞发生振动态→电子态（V→E）传能过程，根据提出的能级组模型，对测得的时间分辨原子荧光信号进行处理，获得温度在453－663 K范围内，C_2H_4-K体系中V→E传能速率的数量级为10~(-10)/cm~3·molecule~(－1)·s~(－1)，对应的碰撞传能截面约为0.30～0.80 nm．随着反应温度升高，V→E传能截面减小．上述实验结果表明碰撞体间吸引相互作用在这种非共振的V→E传能过程中起主要作用．利用多极相互作用势下的碰撞络合物模型对实验结果进行了讨论．