激光光解NO2产物——氧原子O(3PJ″)的REMPI离子谱

由Nd:YAG激光器三倍频, 输出波长为λ=355 nm（28 169 cm－1）的激光光解NO2分子产生的氧原子, 通过共振增强多光子电离（REMPI, resonance enhanced multiphoto ionization）及飞行时间（TOF, time of flight）质谱技术, 获得了自旋-轨道精细能级分辨的氧原子O(2p 3PJ″=2, 1, 0)离子谱.氧离子信号强度与UV电离激光能量（λ≈226 nm）之间的关系能用三次方曲线很好拟合, 它表明光解产物氧原子是通过（2＋1）多光子吸收过程而被电离的.由离子信号得到的氧原子基态三个自旋-轨道支能级布居比f1=I(3P1)/I(3P2)与f0=I(3P0)/I(3P2)分别为0.54±0.09和0.20±0.04, 并且在不同的光解激光能量下其布居比保持不变.这一比值与统计分布计算的值为0.6和0.2一致（即统计分布3P2∶3P1∶3P0=1:0.6:0.2）.这是由于样品(NO2)在较低的压力下（1.33×10－4 Pa）和极短的光解-电离时间范围内（10－8 s）, 产物O（3PJ″）支能级间几乎不可能发生碰撞能量转移, 因此, 氧原子三个自旋-轨道角动量分裂能级布居O（3PJ″=2, 1, 0）是统计分布的.     

激光光解NO_2产物——氧原子O(~3P_(J''''''''))的REMPI离子谱

由Nd:YAG激光器三倍频,输出波长为λ=355 nm(28 169 cm~(-1))的激光光解NO_2分子产生的氧原子,通过共振增强多光子电离(REMPI resonance enhanced multiphoto ionization)及飞行时间(TOF time of flight)质谱技术,获得了自旋-轨道精细能级分辨的氧原子O(2 p~3P_J~″=2,1,0)离子谱.氧离子信号强度与UV电离激光能量(λ≈226 nm)之间的关系能用三次方曲线很好拟合,它表明光解产物氧原子是通过(2+1)多光子吸收过程而被电离的.由离子信号得到的氧原子基态三个自旋-轨道支能级布居比f_1=I(~3P_1)/I(~3P_2)与fo=I(~3P_0)/I(~3P_2)分别为0.54±0.09和0.20±0.04,并且在不同的光解激光能量下其布居比保持不变.这一比值与统计分布计算的值为0.6和0.2一致(即统计分布~3P_2:~3P_1:~3P_0=1:0.6:0.2).这是由于样品(NO_2)在较低的压力下(1.33×10~(-4)Pa)和极短的光解-电离时间范围内(10~(-8)s),产物O(~3P_J~″)支能级间几乎不可能发生碰撞能量转移,因此,氧原子三个自旋-轨道角动量分裂能级布居O(~3P_J~″=2,1,0)是统计分布的.     

丙酮在XeCl准分子激光辐射下的多光子电离和碎裂研究

我们用扩散分子束多光子电离光谱技术研究了丙酮在XeCl准分子激光辐射下的多光子电离和碎裂行为。实验表明丙酮没有产生母体离子峰(m/e=58), 只给出m/e=43和15两个峰, 分别对应于丙酮光解所产生的两个碎片CH_3 CO和CH_3。其离子信号(1)分别与激光强度(Ⅰ)的3和3.6次方成正比。分析表明离子是由中性碎片电离产生的。     

乙烯基~2A″电子态的振转分析

通过193nm光解丁烯酮分子产生乙烯基自由基(·C2H3).经射流冷却后,以另一束可调谐激光光解·C2H3,生成的氢原子碎片经共振增强多光子电离(REMPI)过程,记录氢离子信号随光解波长变化,得到21180￣21320cm-1范围内乙烯基A!2A″(!′5,6,8=1)←X!2A′(!″=0)跃迁的振转光谱.结合量化计算和光谱拟合,对该段光谱进行了细致的振转分析,确定了各振动谱带位置,识别了其中主要的转动跃迁.由光谱拟合得到各振动能级的预解离寿命,讨论了其与振动模式及激发转动量子数的依赖关系,证实了理论预测的乙烯基A!2A″电子态的面内解离机制.     

N_2O~+经由B~2П_i←X~2П跃迁的光解离机理研究

在超声分子束条件下,利用360.50 nm的电离激光使N2O分子经由[3+1]共振增强多光子电离(REMPI)产生纯净的N2O+(X2Π(000))分子离子,用另一束解离激光在230-275 nm范围扫描获得N2O+经由B2Πi←X2Π跃迁产生的光解碎片(NO+和N2+)激发(PHOFEX)谱.获得的光解碎片激发谱可以归属为B2Πi(00n)←X2Π(000)序列跃迁.我们分别将线性三原子分子离子N2O+中N―N伸缩振动简化成NO和N之间的简谐振动,N―O伸缩振动简化成N2和O之间的简谐振动,用谐振子的简谐势能曲线和波函数对N2O+分子离子X2Π和B2Πi电子态振动能级间跃迁的Franck-Condon因子进行计算,和实验得到的碎片离子增强谱实验强度进行比较,对前人给出的分子数据(分子平衡核间距)进行验证,讨论了N2O+经由B2Πi(00n)←X2Π(000)电子态跃迁的光解离机理和碎片离子的分支比.     

乙烯基A2A″电子态的振转分析

通过193 nm光解丁烯酮分子产生乙烯基自由基(•C2H3). 经射流冷却后, 以另一束可调谐激光光解•C2H3, 生成的氢原子碎片经共振增强多光子电离(REMPI)过程, 记录氢离子信号随光解波长变化, 得到21180~21320 cm-1范围内乙烯基 A2A″(µ′5,6,8=1)←X2A′(µ″=0)跃迁的振转光谱. 结合量化计算和光谱拟合, 对该段光谱进行了细致的振转分析, 确定了各振动谱带位置, 识别了其中主要的转动跃迁. 由光谱拟合得到各振动能级的预解离寿命, 讨论了其与振动模式及激发转动量子数的依赖关系, 证实了理论预测的乙烯基A2A″电子态的面内解离机制.     

VA族元素氢化物的紫外光解和多光子电离——Ⅲ.AsH_3分子的紫外激光光解和多光子电离

通过193nm的ArF激光光解AsH_3,首次在420-650nm之间观察到了AsH_2(■2A_1→X 2B_1)的发射光谱。经过认证之后,获得了v=19928+868v′_2-3v′_2~2-(989v″_2-6v″_2~2)的经验公式,并辨认了七个谱带系。AsH_2(■2A_1)的辐射寿命是(130±20)ns。此外,还观察到四条As(5s→4p)的原子发射谱线和多光子电离信号。     

离子速度影像法研究n-C7H15Br分子光解反应动力学

利用离子速度成像方法, 研究n-C7H15Br分子在231～239 nm范围内几个波长处的光解离动力学. 通过同一束激光经(2+1)共振多光子电离(REMPI)过程探测光解碎片Br(2P3/2)和Br*(2P1/2), 得到了不同激光波长处的离子速度分布图像, 从而获得C7H15Br光解产物的能量分配和角度分布. 结合各向异性参数和量子产率, 计算了n-C7H15Br分子在234 nm波长下不同解离通道的比例. 实验表明光解产物的能量分配可以用冲击模型中的软碰撞模型来解释. 实验还发现, 各向异性参数β(Br*)的值对光波长变化很敏感, 这是由电子激发态的绝热和非绝热过程决定的.     

563～660 nm波段SO2+的PHOFEX连续谱

在超声分子束条件下,利用380.85 nm的电离激光使SO2分子经由[3+1]共振增强多光子电离(REMPI)产生纯净的SO2+(X 2A1)分子离子,用另一束解离激光在可见光波长区(563～660 nm)扫描获得了光解碎片SO+的激发(PHOFEX)谱.从563～660 nm波长区SO+的无结构连续谱以及SO2+解离的效率随波长增加而减少的实验事实,提供了SO2+(E,D,C)电子态附近存在α2A2对称性排斥态的证据,分析了产生SO+的[1+1]光解机理:(1)SO2+(X2A1)首先经由单光子激发到达B2B2中间态的密集能级区;(2)吸收另一个光子到达SO2+(E,D,C)电子态附近的α2A2排斥态,经由α2A2排斥态产生了到SO+(X2∏)+O(3Pg)的直接解离.     

VA族元素氢化物的紫外光解和多光子电离Ⅲ. AsH3分子的紫外激光光解和多光子电离

通过193 nm的ArF激光光解AsH_3, 首次在420-650 nm之间观察到了AsH_2(Ã ~2A_1→X ~2B_1)的发射光谱。经过认证之后, 获得了v=19928+868v′_2-3v′_2~2-(989v″_2-6v″_2~2)的经验公式, 并辨认了七个谱带系。AsH_2(Ã ~2A_1)的辐射寿命是(130±20)ns。此外, 还观察到四条As(5s→4p)的原子发射谱线和多光子电离信号。     

二溴代烷烃的紫外光解动力学研究

利用飞行时间质谱装置研究了234和267nm激光作用下二溴甲烷、二溴乙烷、二溴丙烷和二溴丁烷分子的光解离过程．研究表明二溴代烷烃分子在紫外激光的作用下主要是断裂C—Br键解离出一个Br原子,并且存在两种可能的布居：基态Br(^2P3/2^0)和激发态Br^*(^2P1／2^0)．通过共振增强多光子电离技术探测两种光解产物布居的分支比．对比得到了分子构型对称性不同的二溴代烷烃的分支比,提出了两种假设的光解离模型．     

离子速度成像方法研究C8H17Br分子的光解动力学

用离子速度成像方法, 研究了长链C8H17Br分子在234 nm激光下的光解过程. 通过2+1共振增强多光子电离探测了两种光解产物Br*(2P1/2)和Br(2P3/2), 得到了它们的相对量子产率. 从光解产物Br*(2P1/2)和Br(2P3/2)的速度图像得到了能量和角度分布. 并根据相对量子产率和角度分布, 计算了不同解离通道的比例. 实验发现C8H17Br分子解离过程中大部分能量都转化为内能, 该能量分配可以较好地用软反冲模型来解释, 并分析了这种能量分配跟烷基大小的关系.     

CH2BrCl在265 nm光解产生的氯甲基自由基的振动内能

利用离子速度影像技术研究了CH2BrCl在265nm附近的激光光解.利用2+1共振增强多光子电离分别获得光解产物Br(2P1/2)和Br(2P3/2)的离子速度图像,从而得出Br(2P1/2)和Br(2P3/2)的速度分布,以及光解碎片的总平动能分布.据此,运用角动量守恒碰撞模型获得了解离氯甲基自由基(·CH2Cl)的振动内能分布.研究结果表明:CH2BrCl+hv→Br(2P1/2)+CH2Cl通道产生的氯甲基自由基中被激发的振动模主要是v4、v3+v4、v2+v4和v2+v6;CH2BrCl+hv→Br(2P3/2)+CH2Cl通道产生的氯甲基自由基中被激发的振动模主要是v2+v6、v1+v3、v2+v5、v2+v3+v5和v1+v5;母体分子CH2BrCl在吸收光解光子后除有v5(CBrstretch)振动模被激发外,还有v7(CH2a-stretch)等其它振动模也被激发.     

CS2 +( 2 Πg )的(1+1)光解离动力学研究

在气束条件下,利用483.2 nm的激光(3+1)共振增强多光子电离(REMPI)CS2分子以产生CS2+离子源,用另一束可调谐激光在424～482 nm内,通过对CS2+( 2 Πg)(1+1)双光子共振解离产生的碎片离子激发谱的探测,来获取CS2+ 的光解离动力学信息.光解离碎片S+的激发谱 (PHOFEX)可归属为CS2+ ( 2 Πu,3/2 (v′=0～4, v′=v1′+ (1/2)v2′) ← 2 Πg,3/2 (0,0,0))和 ( 2 Πu,1/2(v′=0～4)← 2 Πg,1/2(0,0,0))的跃迁.对CS2+光解离动力学的研究表明,其产生S+的通道为:(i)CS2+吸收一个光子从基态 2 Πg共振激发至 2 Πu态,(ii)已布居的 2 Πu态的振动能级和 2 Πg态的高振动能级产生耦合, (iii)吸收第二个光子从上述耦合的振动能级进一步激发至 2 Σu +态,再通过 2 Σu +态与4Σ- 态间的自旋-轨道相互作用,经由4Σ- 排斥态解离产生S++CS.     

同结构GdIIIMII(M=Cu，Ni，Co，Fe，Mn)配合物磁性理论研究

基于DFT-BS方法,在不同泛函方法和基组下计算[CuIIGdIII{pyCO(OEt)py C(OH)(OEt)py}3]2+及3d-Gd异金属配合物的磁耦合常数,结果表明,PBE0/TZVP(Gd为SARC-DKH-TZVP)水平可用于描述其磁学性质。顺磁中心CuII、GdIII与桥联配位氧原子间存在较强的轨道相互作用,其磁轨道主要由GdIII的4fz3、4fz(x2-y2)轨道、CuII的3dx2-y2轨道和桥联配位原子O的p轨道组成。顺磁中心CuII离子以自旋离域作用为主,GdIII离子以自旋极化作用为主,顺磁中心CuII自旋离域作用对桥联氧原子的影响大于顺磁中心GdIII的自旋极化作用。在同结构3d-Gd配合物中,随着MII离子未成对电子的增加,顺磁中心间自旋密度平方差越大,顺磁中心MII和GdIII之间的反铁磁性贡献越大,其磁耦合常数越小。     

时间分辨傅立叶变换红外发射光谱技术研究叔丁基亚硝酸酯的光解动力学

利用时间分辨傅立叶变换红外(TR-FTIR)发射光谱技术对叔丁基亚硝酸酯355 nm激光光解动力学进行研究. 通过对实验观测到的光解产物NO的时间分辨红外发射谱进行分析, 获得了NO的转动温度和相对振动布居, 并发现了振动布居的反转现象. 结合前人的工作, 我们确认了光解产物NO的最大振动布居量子数υ与光解光激发的母体分子N=O伸缩振动的泛频跃迁所涉及的振动量子数υ*之间的关系为υ=υ*-1.     

正一溴代烷烃的紫外光解动力学研究

利用共振增强多光子电离飞行时间质谱(REMPI-TOFMS),研究了长链正一溴代烷烃R_Br(R为正烷烃基)(C₂H5Br,n-C₃H₇Br,n-C₄H₉Br)在234及267nm附近的光解动力学.溴碎片来源于R_Br的直接解离:R_Br→R+Br(²P_3/2)/Br^*(2P1/2).根据测定的离子信号强度,得到了Br^*与Br的分支比N(Br^*)/N(Br)及相应的相对量子产额(Br^*)和(Br).(Br^*)与激光波长及分子结构显示了一定的依赖关系.将实验结果用CH3Br的解离模型进行拟合,得到了长链R_Br的光解动力学行为的定性解释.     

一维梯状配合物{[Cu2(4,4''-bpy)3(p-Ab)2(H2O)2]·(NO3)2·4H2O}n的晶体结构

合成了一维分子梯状配合物{[Cu2(4,4'-bpy)3(p-Ab)2(H2O)2]·(NO3) 2·4H2O}n(4,4'-bpy=4,4'-联吡啶,p-Ab-=对氨基苯甲酸根离子),该配合物晶体属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数:a=1.110 7(5) nm,b=1.550 4(3) nm,c=1.450 9(3) nm,β=104.81(3)°,V=2.415 5(12) nm3,Z=2.铜离子周围有3个氧原子和3个氮原子与之配位,其中2个氧原子由对氨基苯甲酸的螯合氧原子提供,另一个氧原子由配位水提供,3个氮原子分别由三个4,4'-联吡啶提供.这六个原子在铜离子周围形成一个畸变的八面体配位环境.配体对氨基苯甲酸只有一种配位形式--双齿螯合,第二配体4,4'-联吡啶的两个氮原子均参与配位,将配合物组装成一维分子梯结构.     

一维梯状配合物{[Cu2（4,4′-bpy）3（p-Ab）2（H2O）2]·（NO3）2·4H2O}n的晶体结构

合成了一维分子梯状配合物{[Cu2(4,4′-bpy)3(p-Ab)2(H2O)2].(NO3)2.4H2O}n(4,4′-bpy=4,4′-联吡啶,p-Ab-=对氨基苯甲酸根离子),该配合物晶体属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数:a=1.1107(5)nm,b=1.5504(3)nm,c=1.4509(3)nm,β=104.81(3)°,V=2.4155(12)nm3,Z=2.铜离子周围有3个氧原子和3个氮原子与之配位,其中2个氧原子由对氨基苯甲酸的螯合氧原子提供,另一个氧原子由配位水提供,3个氮原子分别由三个4,4′-联吡啶提供.这六个原子在铜离子周围形成一个畸变的八面体配位环境.配体对氨基苯甲酸只有一种配位形式——双齿螯合,第二配体4,4′-联吡啶的两个氮原子均参与配位,将配合物组装成一维分子梯结构.     

邻溴甲苯在234和267 nm的光解动力学

利用离子速度影像技术结合共振增强多光子电离(REMPI)技术, 研究了邻溴甲苯在234和267 nm激光作用下的光解机理. 平动能分布表明, 基态Br(2P3/2)和自旋轨道激发态Br*(2P1/2)产生于两个解离通道: 快通道和慢通道. 快通道的各向异性参数在234 nm分别为1.15(Br)和0.55(Br*), 在267 nm分别为0.90(Br)和0.60(Br*). 慢通道的各向异性参数在234 nm分别为0.12(Br)和0.14(Br*), 在267 nm分别为0.11(Br)和0.10(Br*). 源自于慢通道的Br和Br*碎片的各向异性弱于快通道. Br(2P3/2)的相对量子产率Φ(Br)在234 nm为0.67, 在267 nm为0.70. 邻溴甲苯在234 和267 nm光解主要产生基态产物Br(2P3/2). 快通道产生于(π, π*)束缚单重态被激发, 随后通过排斥性(n, σ*)态的预解离. 慢通道各向异性参数接近零, 由此证实慢通道来源于单重激发态内转换到高振动基态而引发的热解离.