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ISSN 1000-6818CN 11-1892/O6CODEN WHXUEU
物理化学学报 >> 2017,Vol.33>> Issue(10)>> 2004-2012     doi: 10.3866/PKU.WHXB201705183         English Abstract
氧硫化碳在230nm光激发下的S(3P)解离通道
吴向坤, 高治, 于同坡, 周晓国, 刘世林
中国科学技术大学化学物理系, 合肥微尺度物质科学国家实验室, 合肥 230026
Full text: PDF (2129KB) HTML 输出: BibTeX | EndNote (RIS)

在230 nm 激光激发下,氧硫化碳(OCS)分子迅速解离生成振动基态但高转动激发的CO(X1Σg+v = 0, J = 42–69)碎片,并通过共振增强多光子电离技术实现其离子化。通过检测处于J = 56–69转动激发态CO碎片的离子速度聚焦影像,我们获得了各转动态CO碎片的速度分布和空间角度分布,其中包含了S(1D) + CO的单重态和S(3PJ) + CO三重态解离通道的贡献。不同的转动态CO碎片对应三重态产物通道的量子产率略有不同,经加权平均我们得到230 nm附近光解OCS分子中S(3P)解离通道的量子产率为4.16%。结合高精度量化计算的OCS分子势能面和吸收截面的信息,我们获得了OCS光解的三重态解离机理,即基态OCS(X1A')分子吸收一个光子激发到弯曲的A1A'态之后,通过内转换跃迁回弯曲构型的基电子态,随后在C―S键断裂过程中与23A"(c3A")态强烈耦合并沿后者势能面绝热解离。



关键词: 氧硫化碳   光解离   共振增强多光子电离   通道分支比   离子速度成像  
收稿日期 2017-04-22 修回日期 2017-05-10 网出版日期 2017-05-18
通讯作者: 周晓国 Email: xzhou@ustc.edu.cn

基金资助: 国家自然科学基金(21373194,21573210),国家重点研发计划(2016YFF0200502),国家重点基础研究发展规划项目(973)(2013CB834602)和国家重大科学仪器专项(2012YQ220113)资助

引用文本: 吴向坤, 高治, 于同坡, 周晓国, 刘世林. 氧硫化碳在230nm光激发下的S(3P)解离通道[J]. 物理化学学报, 2017,33(10): 2004-2012.
WU Xiang-Kun, GAO Zhi, YU Tong-Po, ZHOU Xiao-Guo, LIU Shi-Lin . S(3P) Fragmentation Channel of Carbonyl Sulfide at 230 nm[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2017, 33(10): 2004-2012.    doi: 10.3866/PKU.WHXB201705183

(1) Hanst, P. L.; Spiller, L. L.; Watts, D. M.; Spence, J. W.; Miller, M. F. J. Air Pollut. Control Assoc. 1975, 25, 1220. doi: 10.1080/00022470.1975.10470199
(2) Montzka, S.; Aydin, M.; Battle, M.; Butler, J.; Saltzman, E.; Hall, B.; Clarke, A.; Mondeel, D.; Elkins, J. J. Geophys. Res. Atmos. 2004, 109, D22. doi: 10.1029/2004JD004686
(3) Cagnioncle, A. -M.; Parmentier, E. M.; Elkins-Tanton, L. T. J. Geophys. Res. Solid Earth 2007, 112, B9. doi: 10.1029/2007JB004934
(4) Andreae, M. O.; Crutzen, P. J. Science 1997, 276, 1052. doi: 10.1126/science.276.5315.1052
(5) Krysztofiak, G.; Té, Y. V.; Catoire, V.; Berthet, G.; Toon, G. C.; Jégou, F.; Jeseck, P.; Robert, C. Atmosphere-Ocean 2015, 53, 89. doi: 10.1080/07055900.2013.876609
(6) Brühl, C.; Lelieveld, J.; Crutzen, P. J.; Tost, H. Atmos. Chem. Phys. 2012, 12, 1239. doi: 10.5194/acp-12-1239-2012
(7) Forbes, G. S.; Cline, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1939, 61, 151. doi: 10.1021/ja01870a049
(8) Sidhu, K.; Csizmadia, I.; Strausz, O.; Gunning, H. J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 2412. doi: 10.1021/ja00963a009
(9) Breckenridge, W.; Taube, H. J. Chem. Phys. 1970, 52, 1713. doi: 10.1063/1.1673209
(10) Ferro, B.; Reuben, B.. Trans. Faraday Soc. 1971, 67, 2847.
(11) Rudolph, R. N.; Inn, E. C. J. Geophys. Res. Oceans 1981, 86, 9891. doi: 10.1029/JC086iC10p09891
(12) Molina, L.; Lamb, J.; Molina, M. Geophys. Res. Lett. 1981, 8, 1008. doi: 10.1029/GL008i009p01008
(13) Zhao, Z.; Stickel, R.; Wine, P. Geophys. Res. Lett. 1995, 22, 615. doi: 10.1029/95GL00170
(14) Wu, C. R.; Chen, F.; Judge, D. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 1999, 61, 265.
(15) Colussi, A. J.; Leung, F.-Y.; Hoffmann, M. R. Environ. Chem 2004, 1, 44. doi: 10.1071/EN04010
(16) Danielache, S. O.; Nanbu, S.; Eskebjerg, C.; Johnson, M. S.; Yoshida, N. J. Chem. Phys. 2009, 131, 024307. doi: 10.1063/1.3156314
(17) Hattori, S.; Danielache, S.; Johnson, M. S.; Schmidt, J. A.; Kjaergaard, H. G.; Toyoda, S.; Ueno, Y.; Yoshida, N. Atmos. Chem.Phys. 2011, 11, 10293. doi: 10.5194/acp-11-10293-2011
(18) Sunanda, K.; Rajasekhar, B.; Saraswathy, P.; Jagatap, B. J. Quant.Spectrosc. Radiat. Transf. 2012, 113, 58. doi: 10.1016/j.jqsrt.2011.09.009
(19) Limão-Vieira, P.; Da Silva, F. F.; Almeida, D.; Hoshino, M.; Tanaka, H.; Mogi, D.; Tanioka, T.; Mason, N.; Hoffmann, S.; Hubin-Franskin, M. -J. J. Chem. Phys. 2015, 142, 064303. doi: 10.1063/1.4907200
(20) Grosch, H.; Fateev, A.; Clausen, S. J. Quant. Spectrosc. Radiat.Transf. 2015, 154, 28. doi: 10.1016/j.jqsrt.2014.11.020
(21) Toulson, B. W.; Murray, C. J. Phys. Chem. A 2016, 120, 6745. doi: 10.1021/acs.jpca.6b06060
(22) Schmidt, J. A.; Johnson, M. S.; McBane, G. C.; Schinke, R. J. Chem.Phys. 2012, 136, 131101. doi: 10.1063/1.3701699
(23) Schmidt, J. A.; Johnson, M. S.; McBane, G. C.; Schinke, R. J. Chem.Phys. 2012, 137, 054313. doi: 10.1063/1.4739756
(24) Suzuki, T.; Katayanagi, H.; Nanbu, S.; Aoyagi, M. J. Chem. Phys. 1998, 109, 5778. doi: 10.1063/1.477200
(25) Sivakumar, N.; Burak, I.; Cheung, W.; Houston, P.; Hepburn, J. J. Phys. Chem. 1985, 89, 3609. doi: 10.1021/j100263a008
(26) Sivakumar, N.; Hall, G.; Houston, P.; Hepburn, J.; Burak, I. J. Chem.Phys. 1988, 88, 3692. doi: 10.1063/1.453869
(27) Nan, G.; Burak, I.; Houston, P. Chem. Phys. Lett. 1993, 209, 383. doi: 10.1016/0009-2614(93)80035-N
(28) Katayanagi, H.; Mo, Y.; Suzuki, T. Chem. Phys. Lett. 1995, 247, 571. doi: 10.1016/0009-2614(95)01253-2
(29) Sato, Y.; Matsumi, Y.; Kawasaki, M.; Tsukiyama, K.; Bersohn, R. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16307. doi: 10.1021/j100044a017
(30) Mo, Y.; Katayanagi, H.; Heaven, M. C.; Suzuki, T. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 830. doi: 10.1103/PhysRevLett.77.830
(31) Sugita, A.; Mashino, M.; Kawasaki, M.; Matsumi, Y.; Bersohn, R.; Trott-Kriegeskorte, G.; Karl-Heinz, G. J. Chem. Phys. 2000, 112, 7095. doi: 10.1063/1.481324
(32) Katayanagi, H.; Suzuki, T. Chem. Phys. Lett. 2002, 360, 104. doi: 10.1016/S0009-2614(02)00788-1
(33) Van den Brom, A. J.; Rakitzis, T. P.; van Heyst, J.; Kitsopoulos, T. N.; Jezowski, S. R.; Janssen, M. H. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4255. doi: 10.1063/1.1496464
(34) Rakitzis, T. P.; van den Brom, A. J.; Janssen, M. H. Science 2004, 303, 1852. doi: 10.1126/science.1094186
(35) Kim, M. H.; Li, W.; Lee, S. K.; Suits, A. G. Can. J. Chem. 2004, 82, 880. doi: 10.1139/V04-072
(36) Lipciuc, M. L.; Janssen, M. H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3007. doi: 10.1039/b605108a
(37) Brouard, M.; Green, A.; Quadrini, F.; Vallance, C. J. Chem. Phys. 2007, 127, 084304. doi: 10.1063/1.2757618
(38) Brouard, M.; Quadrini, F.; Vallance, C. J. Chem. Phys. 2007, 127, 084305. doi: 10.1063/1.2757619
(39) Lipciuc, M. L.; Rakitzis, T. P.; Meerts, W. L.; Groenenboom, G. C.; Janssen, M. H. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 8549. doi: 10.1039/c0cp02671a
(40) Wei, W.; Wallace, C. J.; McBane, G. C.; North, S. W. J. Chem. Phys. 2016, 145, 024310. doi: 10.1063/1.4955189
(41) McBane, G. C.; Schmidt, J. A.; Johnson, M. S.; Schinke, R. J. Chem.Phys. 2013, 138, 094314. doi: 10.1063/1.4793275
(42) Rijs, A. M.; Backus, E. H.; de Lange, C. A.; Janssen, M. H.; Westwood, N. P.; Wang, K.; McKoy, V. J. Chem. Phys. 2002, 116, 2776. doi: 10.1063/1.1434993
(43) Lee, S. K.; Silva, R.; Thamanna, S.; Vasyutinskii, O. S.; Suits, A. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 144318. doi: 10.1063/1.2357948
(44) Gebhardt, C. R.; Rakitzis, T. P.; Samartzis, P. C.; Ladopoulos, V.; Kitsopoulos, T. N. Rev. Sci. Instrum. 2001, 72, 3848. doi: 10.1063/1.1403010
(45) Tang, X.; Zhou, X.; Niu, M.; Liu, S.; Sun, J.; Shan, X.; Liu, F.; Sheng, L. Rev. Sci. Instrum. 2009, 80, 113101. doi: 10.1063/1.3250872
(46) Tjossem, P. J.; Smyth, K. C. J. Chem. Phys. 1989, 91, 2041. doi: 10.1063/1.457064
(47) Rottke, H.; Zacharias, H. Opt. Commun. 1985, 55, 87. doi: 10.1016/0030-4018(85)90306-2
(48) Bray, R.; Hochstrasser, R. -M. Mol. Phys. 1976, 31, 1199. doi: 10.1080/00268977600100931
(49) Holdy, K. E.; Klotz, L. C.; Wilson, K. R. J. Chem. Phys. 1970, 52, 4588. doi: 10.1063/1.1673690
(50) Zare, R. N. Mol. Photochem 1972, 4, 1.

1. 孙中发, 高治, 吴向坤, 唐国强, 周晓国, 刘世林.N2O+离子B2П态的光谱与光解离动力学[J]. 物理化学学报, 2015,31(5): 829-835
2. 吴丹, 张立敏, 周丹娜.N2O+经由B2ПiX2П跃迁的光解离机理研究[J]. 物理化学学报, 2014,30(8): 1575-1580
3. 周丹娜, 陈琳, 吴丹, 张立敏.OCS+经由A2ПX2П激发的光解离光谱[J]. 物理化学学报, 2012,28(04): 963-970
4. 吴曼曼, 唐小锋, 牛铭理, 周晓国, 戴静华, 刘世林.氯甲烷分子在13至17 eV激发能量范围内的电离解离[J]. 物理化学学报, 2011,27(12): 2749-2754
5. 甄承, 唐小锋, 周晓国, 刘世林.离子速度成像在阈值光电子-光离子符合测量中的应用和改进[J]. 物理化学学报, 2011,27(07): 1574-1578
6. 慈成刚, 段雪梅, 刘靖尧, 孙家钟.叠氮化氰的光解离机理[J]. 物理化学学报, 2010,26(10): 2787-2792
7. 张昌华, 张延, 张嵩, 张冰.氯碘甲烷在A带的光解动力学[J]. 物理化学学报, 2009,25(08): 1708-1712
8. 张延 王骏 郑秋莎 刘玉柱 张蓉蓉 胡长进 唐碧峰 张冰.离子速度成像方法研究碘代正戊烷的紫外光解动力学[J]. 物理化学学报, 2009,25(04): 661-667
9. 曹振洲 张昌华 王艳梅 张锋 华林强 张冰.邻溴甲苯在234和267 nm的光解动力学[J]. 物理化学学报, 2009,25(03): 423-429
10. 张锋, 曹振洲, 覃晓, 刘玉柱, 王艳梅, 张冰.2-溴噻吩和3-溴噻吩在267 nm的C—Br键解离机理[J]. 物理化学学报, 2008,24(08): 1335-1341
11. 陈荫;张昌华;曹振洲;张冰.离子速度成像方法研究溴代环己烷的紫外光解动力学[J]. 物理化学学报, 2008,24(05): 844-848
12. 马玉超;张立敏;庄秀娟;王金婷;杨茂萍;俞书勤.CS2+离子 C2Σg+B2Σu+跃迁的Franck-Condon因子计算以及与光解离谱的比较[J]. 物理化学学报, 2006,22(12): 1532-1536
13. 渠洪波;梁峰;魏政荣;李海洋;张冰.离子速度影像法研究n-C7H15Br分子光解反应动力学[J]. 物理化学学报, 2006,22(09): 1106-1110
14. 郑秋莎;唐颖;朱荣淑;魏政荣;张冰.离子速度成像方法研究C8H17Br分子的光解动力学[J]. 物理化学学报, 2006,22(04): 460-464
15. 周晓国;刘世林.乙烯基A2A″电子态的振转分析[J]. 物理化学学报, 2006,22(04): 481-485
16. 周晓国;刘世林.乙烯自由基A2A''(v'=0)←X2A'(v''=0)带的转动分析[J]. 物理化学学报, 2006,22(01): 6-10
17. 唐颖;姬磊;唐碧峰;朱荣淑;张嵩;张冰.溴代烷烃在紫外波段的光解离过程[J]. 物理化学学报, 2004,20(04): 344-349
18. 高文斌;Hoger T;Halpern J B;Zacharias H.激光光解NO2产物——氧原子O(3PJ″)的REMPI离子谱[J]. 物理化学学报, 2003,19(09): 875-878
19. 储高升, 宋钦华, 王忠义, 葛学武, 张志成, 王文锋, 姚思德.环-Phe-His二肽水溶液的激光光解[J]. 物理化学学报, 2000,16(03): 232-237
20. 胡义华, 刘美希, 王小涓, 周金运, 杨新, 杨世和.两聚物(C6H5F)+2的光解离光谱[J]. 物理化学学报, 1999,15(12): 1057-1059
21. 张立敏, 陈军, 戴静华, 王储记, 章弢, 陈从香, 马兴孝.242-260nm波长区CS2分子的多光子解离电离[J]. 物理化学学报, 1998,14(11): 1007-1012
22. 张群, 束继年, 周晓国, 戴静华, 李全新.CF自由基5pπE2Пr(ν’=1)←X2П(ν’’=0)带的转动分析[J]. 物理化学学报, 1998,14(10): 865-868
23. 张冰, 张飞华, 方黎, 张福义, 林淼.镍离子与直链烷烃分子气相反应的飞行时间质谱[J]. 物理化学学报, 1994,10(12): 1059-1061
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