化学发光反应Ba+N_2O产物BaO A~1Σ~+v｀=1→0的弛豫速率和 v｀=0的猝灭速率

我们在热管炉反应器中作了Ba/N_2O的化学发光反应,记录并分析了产物BaO(A~1∑~+→X~1∑~+)的化学发光光谱。计算了温度为993K,Ar压为0.5、2.5、5、12和24托时反应产物BaO A~1∑~+,v'=0—8的相对布居。发现,v'-1、3、6和7有异常高的布居,而 v'=0的布居极低,证明 BaO A~1∑~+态不是化学反应产物的“先驱态”以及此态存在强的微扰。根据反应的特点,建立了在具有足够量缓冲气体时 Ba/N_2O反应产物 BaO A'∑~+v'=0的布居速率方程,求得在氩气中(993K)BaO A'∑~+v'=1→0的弛豫速率常数 k_(1-0)~(Ar)为2.74×10~5托~(-1)·秒~(-1)和 v'=0的电子猝灭速率常数 k_Q~(Ar)为4.59×10~3托~(-1)·秒~(-1),在氮气中(993K)相应速率常数 k_(1-0)~N_2和 k_Q~N_2分别为5.60×10~5托~(-1)·秒~(-1)和4.09×10~(-4)托-1·秒~(-1)。在氮气中传能速率要比在氩气中的大,这是因为氮具有内自由度,使传能中能量转变为平动能的数值△E减小(传能速率随△E指数下降)。     

四极滤质器在交叉分子束研究中的应用

四极滤质器在交叉分子束研究中的应用,为质谱技术开辟了一个新的应用领域。本文报道了在交叉分子束装置上研究Ba+N_2O化学发光反应时,四极滤质器完成的二项工作:(1)测试不同条件下超音速分子束中混合气体的成分和N_2O分子的相对数密度;(2)用时间渡越法(TOF)测试超音速分子束中N_2O分子飞行的平均速度,并且从理论上讨论了双元混合气体中N_2O/He载气比和喷嘴温度对N_2O分子速度的影响。实验和计算结果表明,载气配比对改变反应物N_2O的平动能作用很大,而喷嘴温度主要影响N_2O分子的振动能,对于平动能的影响相对小些。实验结果还表明,在反应区,分子束中N_20/He比例与喷管内混合气体的N_2O/He比例不同,前者大于后者。     

电子跃迁化学发光反应与可见波长化学激光体系的发展

引言红外波长化学激光巳经经历了一个广泛发展的阶段,并已被证实是一种具有独特潜力的强激光束源。利用电子跃迁化学发光反应寻求可见激光体系的工作,到本世纪七十年代初才有所开展。已经对碱金属、碱土金属、第ⅣA族元素以及其他元素与氧化剂等数十种反应进行了广泛的研究。研究工作以美、苏两国进行得最为活跃,目标也甚明确。我所自1979年以来也开展了这方面的研究工作。已经发现一些化学反应能够将反应释放的能量较多地直接转变为自发可见荧光发射,这是发展电子跃迁化学激光可以期待的化学发光反应体系。需要指出的是,这一重要发现主要取决于对能产生电子激发态产物的化学发光反应的大量反应动态学(基元反应动力学及机理)信息的获得。这正是当今这方面的微观反应动     

基态和亚稳态Ba原子与Cl_2、_2分子束反应化学发光研究

我们利用交叉分子束实验装置,在单次碰撞条件下研究了产生电子态化学发光的Ba+Cl_2、I_2反应。在基态Ba原子反应情况下,我们得到了BaCl_2电子激发态波长在4000—6000范围的连续辐射谱,以及BaCl电子激发态A~2Π,B~2∑、C~2Π→X~2∑~+的辐射谱。实验发现,亚稳态Ba原子与基态Ba原子不同,它和Cl_2反应不产生BaCl_2电子激发态的连续辐射,却增加BaCl电子激发态的辐射,特别是BaCl(C~2Π)态的辐射。用电子跳跃模型计算得到:亚稳态Ba原子产生BaCl(C~2Π)态的光子产率较基态Ba原子大近三个数量级。实验还得到Ba(~3D)+I_2反应产生的Bal(C~2Π_(3/2)-X~2∑~+)△v=0辐射带高分辨光谱,从中计算得到BaI(C~2Π_(3/2))态具有非热振动布居,近似有双模振动布居,使人设想这个反应具有比一个更多的反应机理。     

利用激光诱导荧光研究BaO~*(A~1∑)分子的传能

(一)引言由于激光具有很窄的线宽和很高的单色功率,因而可以将分子选择性激励到上电子态的某一特定振-转能级,然后观察相邻能级所发射荧光强度随压力的变化,我们就能获得被激励能级的弛豫速率。国外曾经企图利用:Ba N_2O→BaO~* N_2反应来获得可见化学激光。为了要判别这个反应是否可以作为化学激光的候选体系,除了要了解化学反应生成不同电子态产物的分支比以外,还必需了解发射态的寿命、猝灭的速率以及振-转能量传递的速率,各电子态间的交叉等重要信息。     

Ba(~3D)+N_2O交叉分子束化学发光研究

基态Ba(~1S)原子和N_2O分子的化学发光反应由于具有较高的光子产率和复杂的动力学过程已引起人们密切的注意。但是,对于亚稳态Ba(~3D)原子和N_2O的反应,只有Eckstrom和Wicke等人在火焰反应中研究过。他们发现化学发光强度随着Ba原子中~3D态数目的增加而减弱。本工作利用交叉分子束装置,研究了单次碰撞条件下亚稳态Ba(~3D)原子和N_2O的化学发光反应.实验结果表明,和火焰反应相反,化学发光随着原子束中Ba(~3D)含量的增多而加强。而且在放电和不放电时分别测得的化学发光光谱也是非常相似的.根据实验结果,提出用电子跃迁模型解释单次碰撞条件下Ba+N_2O的反应机理。在这个模型基础上,利用相空间统计近似,计算了Ba(~3D)+N_2O反应的产物电子态分支比。计算结果和实验结果定性上是一致的。金朝鸱、佟丽娜、钱嘉猷和组内其他同志参加了这个研究的实验工作。