离子影像技术在选模化学研究中的应用

运用激光激发分子特定的振动模式进而研究被激发分子的反应动力学是模式选择化学的核心问题，是涉及量子调控化学反应的新领域。本项目拟发展一种研究模式选择光化学的新方法，基于双共振实验技术，结合分子束和离子影像的检测，对一些小分子（离子）的选模化学进行研究，获得不同振动模式对化学反应影响的第一手资料。这些研究将帮助我们更加清楚的认识分子激发态的结构和对称性，同时，通过实验结果的积累和细致分析，有望获得对选模化学规律性的认识，探寻量子调控化学反应的新途径。

选模化学是涉及微观化学反应控制的重要课题。在申请项目的资助下，我们对选模化学进行了深入的研究，取得了一系列原始创新性的成果。我们分别对中性分子、离子以及极端条件（超低温）下的化学反应进行了研究，结果表明，对于常温下的甲酸分子，即使被激发至同一电子态，但如果激发能量稍有差别，即激发至同一电子态中不同的振动模式，其反应机理存在明显的差异，具体表现为直接解离、系间窜越和系间交叉的相互竞争过程；离子解离过程中的模式选择性更为明显，在保持激发能量相同的情况下，经由振动激发的中间态的解离产物和直接解离的产物存在明显不同，而同样都经由振动激发的中间态解离，激发不同的振动模式对产物有着显著的影响，通常经由弯曲振动激发解离的产物，其转动激发较高，而经由对称伸缩振动及反对称伸缩振动激发的解离过程导致反应产物比较高的振动激发；在超低温条件下对OCS分子解离的研究表明，振动激发的产物具有反常的平动能分布，极端条件下的反应过程有待我们进一步的深入研究。