Độ dị hướng của thế năng tương tác giữa các phân tử từ hiện tượng tán xạ không đàn hồi quay

Springer Science and Business Media LLC - Tập 290 - Trang 131-141 - 1979
W. Schepper1, U. Ross1, D. Beck1
1Fakultät für Physik, Universität, Bielefeld, Federal Republic of Germany

Tóm tắt

Cấu trúc được quan sát trong phân bố vận tốc phản hồi của các nguyên tử kali bị tán xạ không đàn hồi từ các phân tử N2 và CO tại các góc CMS ϑ>π/2 và năng lượng va chạm 0.34≦E≦1.24 eV. Cấu trúc này chủ yếu được gây ra bởi sự kích thích quay. Các chuyển đổi quay riêng lẻ không được phân giải. Phân bố vận tốc phản hồi gần như liên tục mở rộng giữa các giới hạn rõ ràng, giới hạn trên tương ứng với tán xạ đàn hồi, giới hạn dưới đánh dấu một lượng năng lượng lớn nhất được chuyển vào sự quay của phân tử tại ϑ và E đã cho. Lượng chuyển tối đa này tăng theo góc và — với E≳0.64 eV — gần như tỷ lệ với E. Tại tất cả các ϑ và E, nó lớn hơn cho CO so với N2, đạt khoảng 0.42E cho N2 và 0.64E cho CO tại ϑ=150°. Tại hoặc rất gần với mỗi giới hạn của chúng, các phân bố xuất hiện các cực đại rõ ràng. Một cực đại trung gian thứ ba có mặt cho CO, nhưng vắng mặt cho N2. Hiện tượng tán xạ trong các thí nghiệm này bị chi phối bởi lõi đẩy của thế năng tương tác. Dựa trên thí nghiệm tán xạ cổ điển từ một lớp tiềm năng hình ellipsoid rắn, không quay ban đầu, các quan sát có thể được hiểu một cách định tính như sau: Sự phụ thuộc vận tốc phản hồi của tiết diện trung bình theo hướng tại góc quan sát cố định sẽ thể hiện các điểm kỳ dị cổ điển, có thể tích phân tại các lượng chuyển năng lượng quay cực trị. Nếu tâm đối xứng của lớp trùng với tâm khối của phân tử, sẽ có hai lượng chuyển cực trị như vậy, ΔE=0 và một lượng chuyển lớn nhất có thể tại góc đã chọn. Nếu các tâm không trùng khớp, điểm kỳ dị tại lượng chuyển lớn nhất sẽ chia thành hai, một tương ứng với “đòn bẩy” ngắn, một tương ứng với “đòn bẩy” dài của lớp. K + N2 là một ví dụ của trường hợp trung tâm, K + CO của trường hợp lệch tâm. Các mất mát năng lượng hữu hạn, tại đó các điểm kỳ dị xảy ra, là — tại mỗi góc — phụ thuộc mạnh vào độ dị hướng và độ lệch tâm của lớp.

Từ khóa

#tán xạ không đàn hồi #phân bố vận tốc phản hồi #thế năng tương tác #khí N2 #CO #kích thích quay

Tài liệu tham khảo

Secrest, D.: Ann. Rev. Phys. Chem.24, 379 (1973)

Faubel, M., Toennies, J.P.: Adv. Atom. Mol. Phys.13, 229 (1977)

Systems H++H2, HD, D2: Moore, J.H., Doering, J.P.: Phys. Rev. Lett.23, 564 (1969)

Systems H++H2, HD, D2: Herrero, F.A., Doering, J.P.: Phys. Rev. A5, 702 (1972)

Systems H++H2, HD, D2: Udseth, H., Giese, C.F., Gentry, W.R.: Phys. Rev. A8, 2483 (1973)

Systems H++H2, HD, D2: Rudolph, K., Toennies, J.P.: J. Chem. Phys.65, 4483 (1976)

Systems H++H2, HD, D2: Schmidt, H., Hermann, V., Linder, F.: Chem. Phys. Lett.41, 365 (1976)

Systems Li+ + N2, CO, CO2, N2O: Böttner, R., Ross, U., Toennies, J.P.: J. Chem. Phys.65, 733 (1976)

Systems Li+ + N2, CO, CO2, N2O: Eastes, W., Ross, U., Toennies, J.P.: J. Chem. Phys.66, 1919 (1977)

Buck, U., Huisken, F., Schleusener, J., Pauly, H.: Phys. Rev. Lett.38, 680 (1977)

Buck, U., Huisken, F., Schleusener, J.: J. Chem. Phys.68, 5654 (1978)

Gentry, W.R., Giese, C.F.: J. Chem. Phys.67, 5389 (1977)

Gentry, W.R., Giese, C.F.: Phys. Rev. Lett.39, 1259 (1977)

Giese, C.F., Gentry, W.R.: Phys. Rev. A10, 2156 (1974)

Loesch, H.J.: Chem. Phys.18, 431 (1976)

Figures in parantheses denote the ± error of the last given decimal place

Gallagher, R.J., Fenn, J.B.: Proc. IX. Symp. Raref. Gas Dyn., Göttingen, 1974

Buck, U., Pauly, H., Pust, D., Schleusener, J.: Ibid. Brusdeylins, G., private communication

Pühl, F., Schepper, W., Beck, D.: Verh. d. Deutschen Phys. Gesellschaft 2/77, Abstract A 124, and: Proc. X. ICPEAC, Paris, Vol. 2, p. 760. At the time the more inelastic maximum in K + CO scattering was the only resolved structure, seen in a small energy range. It was assumed to be caused by vibrational excitation of CO

Martin, P.J., Clemens, E., Zehnle, L., Kempter, V.: Z. Physik A (1979)

LaBudde, R.A., Bernstein, R.B.: J. Chem. Phys.55, 5499 (1971)

Dimpfl, W.L., Mahan, B.H.: J. Chem. Phys.60, 3238 (1974)

Kolb, C.E., Elgin, J.B.: J. Chem. Phys.66, 119 (1977) and other sources cited therein

A correspondence of the anisotropy and the nuclear geometry of the involved molecule has repeatedly been noted before; e.g. in Ref. 7

Malerich, C.J., Provodator, K.B., Cross, R.J.: J. Chem. Phys.20, 409 (1977)

Eastes, W., Ross, U., Toennies, J.P.: Chem. Phys.

Barg, G.D., Diplomarbeit, Göttingen, 1973; Ref. 7

Preston, R.K., Pack, R.T.: J. Chem. Phys.66, 2480 (1977)

Billing, G.D.: Chem. Phys.

Thomas, L.D.: J. Chem. Phys.67, 5224 (1977)