在化学反应中,参与反应的分子获得能量并达到“不可逆点”的状态称为过渡态。到目前为止,还没有人看到过这种状态,因为它只持续几飞秒(千万亿分之一秒)。然而,麻省理工学院、阿贡国家实验室和其他一些机构的化学家现在已经研发出一种技术,可以通过对反应产物分子的详细观察来确定过渡态的结构。
    麻省理工学院(MIT)的化学教授罗伯特·菲尔德(Robert Field)研究团队利用毫米波光谱学(可以测量反应产物分子的旋转-振动能)来确定紫外线照射下氰基分解产物的结构。利用这种方法,他们确定了两种不同的反应过渡态,并发现了可能涉及其他过渡态的证据。该研究成果发表在《美国国家科学院院刊》上。
    在这项研究中,科学家探索了一种反应方式,即使用紫外线激光辐射将乙烯基氰分子分解为乙炔和其他产物。然后,他们使用毫米波光谱法观察反应发生后几百万分之一秒的反应产物分子的振动能级分布。使用这项技术,研究人员能够确定处于不同水平的振动能量的新生分子,衡量分子中的原子相对于彼此移动的量。这些振动能级还可以编码过渡状态下产生的分子的几何形状。
    这使研究人员能够区分该反应的两种略有不同的产物,氰化氢(HCN,中心碳原子与氢和氮结合)和氢异氰酸氢盐(HNC,氮原子在中心与碳和氢原子结合)。研究人员在反应产物中发现了通过不同过渡态产生的HCN和HNC,表明当氰化乙烯基酯被紫外线激光分解时,代表不同反应机理的这两个过渡态都在起作用。


(新闻来源:中华人民共和国科学技术部)


责任编辑 | 林玲冰


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