分子束探測方法

分子束探測方法

分子束探測方法是研究兩種反應物分子的單位碰撞過程中的反應速率、反應歷程和能量分布情況的方法。美籍華人李遠哲教授在分子束實驗研究中作出傑出貢獻,並為此榮獲1986年諾貝爾化學獎。在通常的動力學實驗中,反應物和產物在容器中要經歷多次碰撞,能量重新分布,各物質狀態已不是反應時的狀態,從巨觀的分析結果無法了解當時反應的動態,因為不僅在分析前而且在分析過程中,狀態就不斷發生變化。如果能從單個分子對單個分子的角度去進行微觀實驗探測,研究它們的相互作用(態-態反應),則對反應動態學的了解會有所裨益。它可以把反應分子的碰撞局限於簡單的一次碰撞,不會再被其後的碰撞所影響。

“分子束”是藉助於特殊方法形成的一股分子流,其形成的必要條件是在所研究的系統中有足夠低的背景壓力。在此壓力下分子間的碰撞可以忽略,分子束沿著直線方向運動,其速度和內部量子態不會發生變化。當兩束分子束相碰時,由於碰撞粒子的密度低,可研究單次碰撞的反應過程。這是研究反應產物能量分布、產物散射角分布、反應截面和反應速率的很有發展前途的方法。截至1971年,已對H,Li,Na,K,Rb,Cs,Ca,Sr,Ba,Cl,Br等123個雙分子反應成功地進行了分子束探測。目前,有關分子反應動力學的信息主要是由該法提供的。

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