آثار هم راستایی و جهت گیری در بحث دینامیك برخورد

اخیراً بررسی جنبه‌های جدیدی از اثرات همراستایی و سمتیت اتمها و مولكول‌ها در دینامیك برخورد، با استفاده از تابش لیزری قطبیده، زمینه جالبی برای پژوهش شده است. در آزمایش‌های جدید از برهم كنش ضعیف واندروالسی اتمها و مولكول‌ها استفاده می‌شود تا مولكول‌ها را، به منظور بررسی‌های حالت – به – حالت دینامیكی، در خوشه‌های مولكولی همراستا كنند.در آزمایش كلاسیك اثر همراستایی مولكول‌ها بر دینامیك واكنش، از یك میدان مغناطیسی شش قطبی استفاده می‌شد تا مولكول‌های I3CH را در یك واكنش باریكه متقاطع با اتمی مانند Rb همراستا كنند. در این پراكندگی، عدم تقارن واكنشی بزرگی به چشم می‌خورد، به طوری كه اگر اتم Rb به انتهای CH مولكول نزدیك شود، احتمال واكنش به طور چشمگیر كاهش می‌یابد.از مطالعه جامع اثرات همراستایی در سیستم 3O+NO معلوم شده است كه مولكول NO می‌تواند به اتم O مركزی یا به یك اتم O انتهایی مولكول ازن نزدیك شود و با آن واكنش كند. اخیراً نیز در مطالعات مربوط به واكنش‌ها و انتقال انرژی در اتم‌های Ca و Na، از الگوهای برانگیختگی لیزری برای همسو كردن اوربیتال‌های برانگیخته این اتم‌ها استفاده شده است. مشاهده می‌شود كه در واكنش Ca در حالت P با 2Cl، میزان تولید CaCl(A) در حالت برانگیخته، به شدت تابع جهت اوربیتال در حین برخورد است. واكنش بالا، در صورتی كه اوربیتال P بر امتداد ذره ورودی عمود باشد، به نحو محسوسی محتملتر خواهد بود. انتقال انرژیی كه از برخورد گازهای نادر ناشی می‌شود و Ca را از حالت P5به حالت نزدیك به تشدید P5 می‌برد نشان می‌دهد كه با تغییر امتداد اوربیتال p5، تغییری به میزان 50 درصد در مقطع برخورد حاصل می‌شود. این نتایج را می‌توان بر این اساس كه سطوح انرژی پتانسیل، در برخوردهای موازی و قائم، متفاوت است، با موفقیت توضیح داد. مطالعات باریكه متقاطع، با تفكیك زاویه‎‌ای مناسب و با تدارك دقیق حالت لیزری حاكی از آن است كه همراستایی مرجع برای واكنش یك اوربیتال (d4)Na با HCl، مربوط به موردی است كه اوربیتال در جهت نزدیك شدن دو ذره قرار می‌گیرد.در مورد واكنش دهنده‌های مولكولی، می‌توان به كمك تفكیك نوری انتخابی به وسیله یك لیزر پر قدرت، عملاً همه مولكول‌ها را، به استثنای آنهایی كه در راستای محور هستند، همراستا كرد. از این راه می‌توان صفحه چرخش IBr را انتخاب كرد و در این صورت معلوم می‌شود كه شدت واكنش IBr با اتم‌های برانگیخته Xe، وقتی كه صفحه مولكول موازی راستای حركت واكنش دهنده باشد، به میزان زیادی بیشتر می‌شود. اطلاعات مربوط به همراستایی اوربیتال‌های مولكولی ای كه در حالت‌های گذاری واكنش‌های شیمیایی دخالت دارند، از راه تجزیه و تحلیل اجزای طیفی دوتایی لاندا در محصولات واكنش، به دست می‌آید. مثلاً در واكنش اتم‌های H سریع با 2O، یك جزء دوتایی لاندا، كه در آن الكترون تنهای اوربیتال p در صفحه چرخش مولكول نهایی OH باقی مانده است، شدیداً مرجع است. به منظور تدارك آرایش‌های هندسی مشخص برای واكنش با برانگیختگی لیزری یا برای چند پاره شدن نوری، از تشكیل خوشه واندروالسی ضعیف استفاده می‌شود. از این راه، آرایش‌های الكترونی محوری و قائم اوربیتال‌های Pی اتم فلز برانگیخته می‌شوند تا واكنشی درونی در مجتمع واندروالسی 2H-Hg، تولید كنند؛ حالت‌های نهایی HgH، آشكارسازی شده‌اند. این حالت‌ها نشان می‎‌دهند كه دو همراستایی مذكور، رفتارهای دینامیكی كاملاً متفاوتی دارند. یك مجتمع HBr-2CO تشكیل می‌شود و از طریق تفكیك نوری HBr، به واكنش درونی می‌پردازد و محصولات نهایی OH را تولید می‌كند. جمعیت چرخشی OH در این مورد كه وضع هندسی ثابت دارد، با مورد واكنش در توده جسم، كه در آن مقادیر مختلف پارامتر برخورد و جهت گیری‌های متفاوت در نمونه وجود دارد، بسیار متفاوت است.
این آزمایش‌های بدیع، راه‌های جدیدی برای درك دینامیك برخوردهای واكنش زا و انتقال دهنده انرژی، و اثرات هندسی همراستایی اوربیتال بر تبدیلات الكترونی، پیش پای ما می‌گذارد.