Группа под руководством Альберта Столова (Albert Stolow) из Института Исследований Молекул Канады сообщает, что лазерные импульсы, позволяющие на несколько пикосекунд выставить молекулы в линию, позволяют изучать влияние перегруппировок электронов на протекание химических реакций.

Рис. Лазерный импульс позволяет упорядочить молекулы CS₂ на время достаточное для отслеживания изменения электронного распределения в ходе диссоциации молекул. C – серый, S – желтый. (Рисунок из Science 2009, 323, 1464)

Для изучения поведения атомов в процессе химической реакции используется фемтосекундная спектроскопия. Однако, случайная ориентация молекул в газовой фазе затрудняет изучение процессов, протекающих с электронами в ходе таких реакций. Например, при ионизации молекулы исследователям хотелось бы найти энергию и направление движения испускаемого электрона для определения формы молекулярной орбитали, от которой он оторвался. Однако при хаотичном расположении молекул друг относительно друга направления испускания электронов размываются.

Столов продемонстрировал возможности метода, применив фемтосекундные лазерные импульсы для временного упорядочения расположения молекул сероуглерода. Молекулы остаются упорядоченными лишь несколько пикосекунд, однако этого достаточно для изучения диссоциации молекул методами фотоэлектронной спектроскопии [time-resolved photoelectron spectroscopy (TRPES)]. Столов считает, что использование TRPES с упорядочиванием отличается от использования этой спектроскопии без упорядочивания также как рентгеноструктурный анализ монокристалла от порошкового рентгена.

Источники:

1. Science 2009, 323, 1464

2. ChemPort