乙炔分子是自然界中廣泛存在的最簡單的有機分子之一，其解離碎裂過程涉及C-H鍵、C-C鍵斷裂，以及異構化等基本物理化學問題。現有的研究表明被雙電離的乙炔分子會通過三種兩體解離通道衰變，即：H
+ + C2H+，CH+ + CH+和C+ + CH2+。近期，中國科學院近代物理研究所研究員馬新文研究組與西安交通大學、香港城市大學等單位合作，在用重離子加速器提供的α粒子碰撞乙炔分子導致的解離碎裂過程研究中發現了[HCCH]2+ → H2+ + C2+這一奇特的兩體解離通道，即乙炔分子離子中的一個質子從分子的一側遷移到另一側，和該側的H原子結合形成H2+，並脫離乙炔分子母體。該工作利用反應顯微成像譜儀對末態兩個碎片離子進行符合探測，通過兩個離子的飛行時間關聯清晰地鑑別出了H
2+ + C2+解離通道，如圖1所示。結合理論研究和計算，證實了這一新的解離過程的存在並給出了質子遷移、H-H鍵結合和C-H鍵斷裂等分子內部演化的路徑及所對應的電子態（圖2所示）。乙炔分子和末態產物中的H2+和C2+離子都是天文觀測中發現的星際物質的重要成分，而α粒子是宇宙射線一種重要的成分。因此，該研究工作將為理解星際物質中的分子演化過程提供新的啟發。
該工作受到國家重點研發計劃項目和國家基金委項目的資助。研究成果發表在國際期刊Physical Chemistry Chemical Physics (Communication), 20, 27725, 2018上。
圖1：碎片離子的飛行時間關聯譜：H2+ + C2+通道存在的直接證據。
圖2：H2+ + C2+解離通道所對應的分子內部演化路徑示意圖。
分享到:
閱讀更多 茶無弄 的文章
