负离子光电子速度成像直接探测化学反应过渡态

过渡态（Transition state）指反应物到产物的化学反应过程中经历的中间状态，决定了化学反应速率常数等，是阐明化学反应机理和本质的关键所在。过渡态短暂的寿命，使直接观测过渡态成为化学科学的"圣杯"（"Holy Grail"）。当负离子与中性过渡态构型相近时，利用光电子速度成像对负离子的光脱附过程进行探测，可以实现对化学反应过渡态的直接测量，即过渡态光谱技术。过渡态光电子速度成像实验可以同时获得过渡态的光电子能谱和角分布信息。拟利用具有双场放电源的高分辨光电子速度成像装置，对F和Cl原子与一系列小分子（H2、H2O、NH3、CH4等）的化学反应过渡态进行直接测量，获得相应过渡态或者中间体的电子结构、振动频率等动力学信息。项目的目标是获得精确的过渡态实验数据与交叉束实验结果补充，结合量子散射计算可以为化学反应提供精确的势能面和反应动力学信息，从而深刻理解化学反应的本质。

过渡态（Transition state）指反应物到产物的化学反应过程中经历的中间状态，决定了化学反应速率常数等，是阐明化学反应机理和本质的关键所在。过渡态短暂的寿命，使直接观测过渡态成为化学科学的“圣杯”（“Holy Grail”）。对于某些特定的化学反应，其过渡态与负离子构型相近，此时利用光电子速度成像对负离子的光脱附过程进行探测，可以实现对化学反应过渡态的直接测量，即过渡态光谱技术。过渡态光电子速度成像实验可以同时获得过渡态的光电子能谱以及空间角分布信息，是一种非常有效的实验探测方法。本项目已取得以下进展：a）搭建和调试完成将飞行时间质谱与阈值的高分辨光电子速度成像结合的过渡态探测装置；b）研制成功了一种新型的低温离子束源；c）研究了F原子与小分子H2O 的反应中间体以及其它的一些团簇复合物实验。这些实验结果获得的精确的负离子实验数据，其中一些反映了相应过渡态或者中间体的电子结构、振动频率等动力学信息。将其与量子散射计算结合可以为化学反应提供精确的势能面和反应动力学信息，从而深刻理解化学反应的本质。