fclh2hd(v=1)反應(yīng)的態(tài)態(tài)動(dòng)力學(xué)研究

1、博士學(xué)位論文FICIH2IHD(v=I)反應(yīng)的態(tài)一態(tài)動(dòng)力學(xué)研究Stateto—StateDynamicsStudyontheF／CIHz／HD(v=I)Reactions學(xué)號(hào)：11102032答辯日期：大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題就是研究處于特定量子態(tài)分子參與的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。激光技術(shù)的發(fā)展為分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域打開了新的紀(jì)元，激光技術(shù)不僅可

2、以用來(lái)探測(cè)產(chǎn)物分子的量子態(tài)也可以用來(lái)控制反應(yīng)物分子的初始量子態(tài)。氫是宇宙中最豐富的元素。盡管氫及其同位素分子參與的反應(yīng)一直以來(lái)都是分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，但由于實(shí)驗(yàn)上很難高效振動(dòng)激發(fā)氫分子，所以研究振動(dòng)激發(fā)的氫及其同位素分子參與的化學(xué)反應(yīng)一直是本領(lǐng)域一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。本論文中，我參與研制了一套單縱模高能量納秒激光系統(tǒng)，將該系統(tǒng)與氫里德堡態(tài)飛行時(shí)間譜一交叉分子束裝置相結(jié)合，利用受激拉曼泵浦的方法在交叉分子束實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了氫分子13

3、％的平均振動(dòng)激發(fā)效率，為研究振動(dòng)激發(fā)氫分子參與的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在C1HD(v=I，『=O)一DClH反應(yīng)的交叉分子束實(shí)驗(yàn)研究中，我們首次在這個(gè)體系發(fā)現(xiàn)反應(yīng)共振存在的證據(jù)。CIHD反應(yīng)長(zhǎng)久以來(lái)一直被認(rèn)為是直接摘取反應(yīng)機(jī)理為主導(dǎo)，并沒有任何有關(guān)反應(yīng)共振存在的報(bào)導(dǎo)。本實(shí)驗(yàn)通過振動(dòng)激發(fā)HD分子，在碰撞能19~49kcal／mol范圍內(nèi)觀測(cè)到了該反應(yīng)后向散射信號(hào)隨碰撞能變化曲線上存在振蕩現(xiàn)象。進(jìn)一步理論分析表明這個(gè)振蕩現(xiàn)象與束縛在

4、HDCI(v=2)的振動(dòng)絕熱曲線上的共振態(tài)相關(guān)，是化學(xué)反應(yīng)共振引起的。而且此類由反應(yīng)物分子振動(dòng)激發(fā)導(dǎo)致的反應(yīng)共振可能在很多直接反應(yīng)體系中存在，具有普遍性。在FH2(薩1，產(chǎn)0)_HFH反應(yīng)的交叉分子束實(shí)驗(yàn)研究中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在碰撞能052kcal／mol時(shí)，隨著氫分子的振動(dòng)激發(fā)，原來(lái)基態(tài)由于Feshbach共振引起的產(chǎn)物HF(v，_2、)前向散射峰完全消失。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和理論分析也表明在碰撞能04～20kcal／mol范圍內(nèi)后向散射信號(hào)隨