论文题目: 含氯和磷的瞬态分子的速度/浓度调制光谱研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 原子分子物理
作者: 吴玲
导师: 刘煜炎
关键词: 吸收光谱,分子常数,振转分析,计算机辅助
文献来源: 中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 对化学反应中间产物——瞬态分子的研究是物理化学的最重要课题之一。通过对瞬态分子的广泛深入研究,使我们对物质的结构和化学反应的本质有了进一步的了解。对各种不同化学反应体系中瞬态分子的研究极大地丰富着我们对物质形态及其变化规律的知识和理解,为我们最终实现化学反应过程的操控提供重要的理论依据。含氯和磷的瞬态分子在天文学、化学反应动力学、等离子体诊断、大气化学等相关领域中起着重要的作用。从它们的转动分辨电子吸收光谱中获取的分子结构和化学反应动力学信息是相关领域研究的重要科学依据。本论文利用光外差磁旋转速度/浓度调制光谱技术测量了几种含氯和磷的瞬态分子的高分辨电子振转吸收光谱,对所观测的光谱进行了分析研究,建立了选择探测带电或中性、顺磁性或抗磁性瞬态分子、高效准确识别标识其谱线、获取精确分子结构及相关化学反应数据信息的实验技术和分子结构理论分析方法。本论文选择PCl3为母体分子,氦气为缓冲气体,使用交流辉光放电生成了含氯和磷的瞬态分子,并采用高灵敏的探测技术——光外差磁旋转速度/浓度调制光谱技术测量了它们的吸收光谱。同时为了实验甄别PCl3放电的复杂产物,了解其化学反应过程,又采用同样的方法分别测量了以Cl2和P4作为母体分子的放电吸收光谱。采用光外差磁旋转速度调制光谱技术,在Cl2/He的交流辉光放电中观测到了Cl2+离子A2Πu-X2Πg电子跃迁的吸收光谱。虽然Cl2+离子为顺磁性分子,然而该光谱中的三个子带的磁旋转增强效应极弱,据此确认它们属于Ω= 1/2子带系,并完成了谱带的振动标识和同位素标识,以及转动分析,使用最小二乘法拟合获得了新的能级的分子常数。这三个子带为35Cl2+和35Cl37Cl+的（3, 7）带的Ω= 1/2子带,35Cl2+的（2, 7）带的Ω= 1/2子带。对这三个电子振转谱带的转动分析是首次报道。此项工作极大地扩展了Cl2+离子基态和激发态能级的振动标识范围。利用光外差磁旋转浓度调制光谱技术,测量了PCl3/He的交流辉光放电的吸收光谱,从中确认了P2离子自由基c3Πu-b3Πg电子跃迁的（1, 2）,（1, 3）,（2, 3）谱带。对这三个带的3Π2-3Π2子带进行了转动分析,获得了高精度的分子常数,
论文目录:
内容摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 瞬态分子光谱及实验的发展
1.2 含氯和磷的瞬态分子的光谱研究背景
1.3 计算机辅助分析高分辨分子光谱的研究背景
1.4 本论文的研究内容和章节安排
参考文献
第二章 瞬态分子的选择探测技术
2.1 引言
2.2 瞬态分子的生成
2.3 瞬态分子选择探测调制技术
2.3.1 速度/浓度调制光谱技术
2.3.2 磁旋转光谱
2.4 高灵敏激光光谱技术
2.4.1 频率调制光谱技术
2.5 光外差磁旋转速度/浓度调制光谱技术
2.6 本章小结
参考文献
第三章 分子光谱基础理论
3.1 引言
3.2 分子光谱结构
3.3 几种Hund 耦合情形
3.4 双原子分子的电子振转光谱
3.4.1 ~2Π和~3Π态的转动能级
3.4.2 选择定则
3.4.3 转动谱线的强度交替
3.5 ~2Π和~3Π态的有效哈密顿量
3.6 分子常数的确定
3.7 本章小结
参考文献
第四章 复杂分子光谱的计算机辅助标识
4.1 引言
4.2 分子光谱分析原理
4.2.1 能级的表示
4.2.2 跃迁
4.3 软件设计原理
4.4 软件介绍
4.5 Loomis-Wood 图
4.6 谱线的标识
4.7 分子光谱自动分析的实现
4.8 结论
参考文献
第五章 Cl_2~+离子 A~2Π_u-X ~2Π_g电子跃迁的速度调制光谱
5.1 引言
5.2 实验细节
5.2.1 氯气的制备
5.2.2 实验条件
5.3 Cl_2~+离子Ω＝1/2 子带的分析
5.3.1 谱带的跃迁电子态
5.3.2 子带的归属
5.3.3 确定振动量子数
5.3.4 Cl_2~+的同位素谱带
5.3.5 转动分析
5.3.6 Cl_2~+离子的分子常数
5.4 关于微扰的讨论
5.5 Cl_2~+离子的生成机制
5.6 结论
参考文献
第六章 P_2自由基c~3П_u-b~3П_g浓度调制光谱
6.1 引言
6.2 P_2自由基的浓度调制光谱
6.3 分析和讨论
6.3.1 P_2自由基的电子态
6.3.2 c~3Π_u 和b~3Π_g 态的分子常数
6.3.3 PCl_3放电及其产物
6.3.4 PCl_3/He 放电吸收谱
6.3.5 未确认谱带的转动分析
6.4 结论
参考文献
第七章 PNO 自由基气相光谱的整体分析
7.1 引言
7.2 PNO 自由基气体光谱整体分析
7.3 结论
参考文献
第八章 O_2分子浓度调制光谱
8.1 引言
8.2 实验条件
8.3 谱带分布模式
8.4 谱带分析
8.5 结论
参考文献
第九章 总结和展望
9.1 总结
9.2 展望
参考文献
附录 A Branches Picker 软件操作说明
附录 B O_2/He 放电的吸收光谱分组表
发表文章目录
致谢
发布时间: 2006-11-14
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