Publication: Dinámica y estereodinámica de la fotodisociación de moléculas y radicales por tomografía láser de imágenes de iones
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Full text at PDC
Publication Date
2018-09-03
Authors
Advisors (or tutors)
Rubio Lago, Luis
Editors
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Publisher
Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
Esta tesis está centrada en el estudio de la dinámica de fotodisociación de dos sistemas moleculares, el yoduro de metilo y el nitrometano, y de un radical, el alilo. El estudio se ha llevado a cabo mediante las técnicas de cartografía y tomografía de velocidades con imágenes de iones que permiten determinar un conjunto de observables experimentales que proporcionan información detallada sobre el mecanismo elemental del proceso de disociación. El presente trabajo se divide en dos partes, la primera está dedicada a la caracterización estereodinámica de la fotodisociación del CH3I y del CH3NO2 a través de la determinación de las correlaciones entre las diferentes magnitudes vectoriales que describen el proceso. Para ello, se ha adaptado el trabajo publicado por Grubb, que relaciona los momentos bipolares de Dixon de orden 2 con los parámetros de anisotropía obtenidos a partir de las imágenes de tomografía de velocidades de los distintos fragmentos producidos en el proceso de disociación, medidas en distintas configuraciones de polarización del láser de bombeo y sonda. El estudio de la estereodinámica de la fotodisociación del CH3NO2 a 193 nm se ha llevado a cabo mediante la medición de los momentos bipolares de Dixon. Las correlaciones vectoriales establecidas nos han conducido a una interpretación de las distribuciones de energía traslacional de los fragmentos y, por tanto, de la fotodinámica del nitrometano a 193 nm, completamente distinta a la publicada hasta ahora. El estudio estereodinámico de la fotodisociación del CH3I en el origen de la segunda banda de absorción, ha resultado ser crucial para el esclarecimiento de la dinámica de disociación. Hemos demostrado cómo el proceso de disociación viene determinado por una fuerte competición entre el mecanismo de predisociación propio de la banda B con un mecanismo de disociación directa a través del propio estado 3A1(E). Hemos comprobado cómo la absorción al estado 3A1(E), se ve fuertemente reforzada en las proximidades del origen de la banda B por el acoplamiento vibracional que se produce entre los estados involucrados en la intersección cónica. El estudio de la disociación del CH3I en la banda B se ha ampliado a 193 nm. Donde los momentos bipolares de Dixon toman valores cercanos a cero, debido a la confluencia de diversos efectos, tales como la ruptura de la aproximación URD, el efecto del cruce de estados 1Q1 y 3R1 y la despolarización inducida por la rotación del CH3I...
The aim of the present work is to unravel the photodisociation dynamics of two molecular systems, methyl iodide (CH3I) and nitromethane (CH3NO2), and one radical system, the allyl radical (C3H5). The study has been carried out using the Velocity Map Imaging (VMI) and the Slice imaging (Slicing) techniques, that allow us to determine a set of experimental observables which provide detailed information about the elemental mechanism of the dissociation process. This memory is divided into two distinct parts. The rst part is devoted to the stereodynamical characterization of the photodisociation of methyl iodide (CH3I) and nitromethane (CH3NO2) through the determination of the di erent vector correlations that describe the process. In order to achieve that purpose, we have adapted the methodology work published by Grubb et al. [1, 2], which connects the bipolar moments of Dixon, 2 0(20), 0 0(22), 2 0(02), 2 0(22) [3] with the anisotropy parameters, i, obtained from VMI or Slicing of the di erent fragments produced in the dissociation process. The bipolar moments of Dixon, 2 0(20), 0 0(22), 2 0(02) and 2 0(22), describe, respectively, the vector correlations {u100000} v; v {u100000} J; {u100000} J and {u100000} J {u100000} v, where is the transition dipole moment, v the relative velocity of the recoiling photofragments and J is the total angular momentum of the considered photoproduct. The determination of the asymptotic correlation between these vectors gives insight into the underlying dynamics of the reaction revealing the excited state symmetry and couplings, the dissociation time-scales, and details about forces and torques between the departing fragments.
The aim of the present work is to unravel the photodisociation dynamics of two molecular systems, methyl iodide (CH3I) and nitromethane (CH3NO2), and one radical system, the allyl radical (C3H5). The study has been carried out using the Velocity Map Imaging (VMI) and the Slice imaging (Slicing) techniques, that allow us to determine a set of experimental observables which provide detailed information about the elemental mechanism of the dissociation process. This memory is divided into two distinct parts. The rst part is devoted to the stereodynamical characterization of the photodisociation of methyl iodide (CH3I) and nitromethane (CH3NO2) through the determination of the di erent vector correlations that describe the process. In order to achieve that purpose, we have adapted the methodology work published by Grubb et al. [1, 2], which connects the bipolar moments of Dixon, 2 0(20), 0 0(22), 2 0(02), 2 0(22) [3] with the anisotropy parameters, i, obtained from VMI or Slicing of the di erent fragments produced in the dissociation process. The bipolar moments of Dixon, 2 0(20), 0 0(22), 2 0(02) and 2 0(22), describe, respectively, the vector correlations {u100000} v; v {u100000} J; {u100000} J and {u100000} J {u100000} v, where is the transition dipole moment, v the relative velocity of the recoiling photofragments and J is the total angular momentum of the considered photoproduct. The determination of the asymptotic correlation between these vectors gives insight into the underlying dynamics of the reaction revealing the excited state symmetry and couplings, the dissociation time-scales, and details about forces and torques between the departing fragments.
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Química Física I, leída el 24-02-2017