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【科学前沿】F−(H₂O)+CH₃I配体交换反应动力学

CJCP化学物理学报 蔻享学术 2021-04-25





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摘 要




本文介绍F-(H2O)+CH3I→[FCH3I]-+H2O在交叉分子束碰撞能量0.3∽2.6eV的配体交换动力学成像结果. 产物的动能受到弱键结合配合物的稳定性的影响,大量水分子的内部激发不利于中间物有效的能量重新分配,随着碰撞增加,低动能受到抑制. 在0.3eV时,内部亲核取代非常重要,为形成I-I-(H2O)的竞争性亲核取代途径提供了依据.




背景及内容简介




在因斯布鲁克大学,我们主要从事多分子体系的结构和相互作用动力学的研究,尤其着重于离子分子反应的动力学实验,例如亲核取代反应,消除反应,或质子转移反应。

本工作是Björn Bastian博士论文的重要部分,Björn Bastian博士使用交叉光束成像技术,研究与典型离子分子反应不同的过程,即配体交换。在反应过程中,反应导致离子-偶极结合的中性分子与负离子的交换,而不是共价键的形成或断裂,微分散射截面的分析使我们更能详细了解了多余的能量如何在反应产物之间分配。

In our research group at the University of Innsbruck we investigate the structure and interaction dynamics of various molecular systems. A particular focus are experiments on the reaction dynamics of ion-molecule reactions, such as nucleophilic substitution, elimination, or proton transfer reactions. The present article represents an important part of the PhD thesis of Björn Bastian, who is a senior PhD student in my group and will soon move to his first postdoc position. In his experiment, he used the crossed-beam imaging technique to investigate a process that is different from a typical ion-molecule reaction, namely ligand exchange. In this process, instead of breaking or making covalent bonds, the reaction leads to the exchange of ion-dipole bound neutral molecules attached to a negative ion. The analysis of the differential scattering cross section gave us detailed insight how the excess energy is distributed among the reaction products.



通讯作者




Roland Wester曾在康斯坦茨大学和海德堡大学攻读物理学,1999年获得海德堡大学博士学位(研究分子离子库仑爆炸成像实验)。之后两年,在加州大学伯克利分校从事飞秒光谱仪研究。2003年到2010年,在被聘为因斯布鲁克大学的教授之前,Roland Wester在弗赖堡大学从事超冷分子和冷分子离子的研究。




研究兴趣




分子相互作用和反应动力学领域,使用低温离子阱和受控碰撞实验研究离子和离子簇的原子动力学, 使用低温以及特定状态的红外和太赫兹激发来确定特定于量子状态的动力学, 这些方法应用范围广泛(从有机化学模型系统到星际气体云中发现的冷分子)。

Roland Wester studied Physics at the Universities of Konstanz and Heidelberg. He has received his Ph.D. from the University of Heidelberg in 1999 for Coulomb explosion imaging experiments of molecular ions. He then worked for two years at the University of California in Berkeley on femtosecond spectroscopy. From 2003 to 2010 he carried out research on ultracold molecules and cold molecular ions at the University of Freiburg, before he became a full professor at the University of Innsbruck. Roland Wester' s research interests lie in the field of molecular interactions and reaction dynamics. He studies the atomistic dynamics of ions and ionic clusters using cryogenic ion traps and controlled collision experiments. Quantum state-specific dynamics are targeted using low temperatures and state-specific infrared and terahertz excitation. The applications of these methods range from model systems in organic chemistry to cold molecules found in interstellar gas clouds.

Chinese Journal of Chemical Physics是中国物理学会主办,中国科学技术大学和中国科学院大连化学物理研究所协办,中国科协主管的化学物理类综合性英文学术期刊。本刊创刊于1988年,创刊名为“化学物理学报”,双月刊,2006年起改为全英文刊。本刊办刊宗旨为“面向国际化学和物理学前沿领域,及时报道化学和物理学各领域中创新科研成果和最新进展,学术成果”。报道和刊登国内外化学物理学科各领域创新性成果的“研究论文”、“研究快讯”及“前沿研究综述”。本刊严格按照国际选稿原则和编辑规范,注重原创性和快速性。本刊从2006年1月起至2012年12月,与英国物理学会出版集团(IOPP)合作。2013年至今与美国物理联合会(AIP)合作,由AIP代理海外出版发行。本刊从2002年起被SCI等国际检索系统收录。自2008年以来本刊的影响因子一直在稳定提升,具体情况详细见SCI IF。


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