اثرهای هم  راستایی و سمتیت در دینامیک برخورد

مترجم: فرید احسانلو
منبع:راسخون
 

اخیراً بررسی جنبه‌های جدیدی از اثرات هم راستایی و سمتیت اتم‌ها و مولکول‌ها در دینامیک برخورد، با استفاده از تابش لیزری قطبیده، زمینة جالبی برای پژوهش شده است. در آزمایش‌های جدید از برهم کنش ضعیف واندروالسی اتم‌ها و مولکول‌ها استفاده می‌شود تا مولکول‌ها را، به منظور بررسی‌های حالت ـ به ـ حالت دینامیکی، در خوشه‌های مولکولی هم-راستا کنند.
در آزمایش کلاسیک همراستایی مولکول‌ها بر دینامیک واکنش، از یک میدان مغناطیسی شش قطبی استفاده می‌شد تا مولکول‌های CH3I را در یک واکنش باریکه متقاطع با اتمی مانند RB هم راستا کنند. در این پراکندگی، عدم تقارن واکنشی بزرگی به چشم می‌خورد، به طوری که اگر اتم RB به انتهای CH مولکول نزدیک شود، احتمال واکنش به طور چشم گیر کاهش می‌یابد.
از مطالعة جامع اثرات هم راستایی در سیستم NO+O3 معلوم شده است که مولکول NO می‌تواند به اتم O مرکزی یا به یک اتم انتهایی مولکول اُزُن نزدیک شود و با آن واکنش کند.
اخیراً نیز در مطالعات مربوط به واکنش‌ها و انتقال انرژی در اتم‌های CA و NA، از الگوهای برانگیختگی لیزری برای همسو کردن اوربیتال‌های برانگیختة این اتم‌ها استفاده شده است. مشاهده می‌شود که در واکنش CA در حالت P با CI2، میزان تولید (A)CACI در حالت برانگیخته، به شدت تابع جهت اوربیتال در حین برخورد است. واکنش بالا، در صورتی که اوربیتال P بر امتداد ذرة ورودی عمود باشد، به نحو محسوسی محتمل‌تر خواهد بود. انتقال انرژیی که از برخورد گازهای نادر ناشی می‌شود و CA را از حالت P51 به حالت نزدیک به تشدید P53 می‌برد نشان می‌دهد که با تغییر امتداد اوربیتال P5، تغییری به میزان 50 درصد در مقطع برخورد حاصل می‌شود. این نتایج را می‌توان بر این اساس که سطوح انرژی پتانسیل، در برخوردهای موازی و قائم، متفاوت است، با موفقیت توضیح داد. مطالعات باریکة متقاطع، با تفکیک زاویه‌ای مناسب و با تدارک دقیق حالت لیزری حاکی از آن است که هم راستایی مرجح برای واکنش یک اوربیتال (d4)NA با HCI، مربوط به موردی است که اوربیتال در جهت نزدیک شدن دو ذره قرار می‌گیرد.
در مورد واکنش دهنده‌های مولکولی، می‌توان به کمک تفکیک نوری انتخابی به وسیلة یک لیزر پر قدرت، عملاً همة مولکول‌ها را، به استثناء آن‌هایی که در راستای محور هستند، هم راستا کرد. از این راه می‌توان صفحة چرخش IBR را انتخاب کرد و در این صورت معلوم می‌شود که شدت واکنش IBR با اتم‌های برانگیختة XE، وقتی که صفحة مولکول موازی راستای حرکت واکنش دهنده باشد، به میزان زیادی بیشتر می‌شود. اطلاعات مربوط به هم راستایی اوربیتال‌های مولکولی‌ای که در حالت‌های گذرای واکنش‌های شیمیایی دخالت دارند، از راه تجزیه و تحلیل اجزای طیفی "دوتایی لاندا" در محصولات واکنش، به دست می‌آید. مثلاً در واکنش اتم‌های H سریع با O2، یک جزء دوتایی لاندا، که در آن الکترون تنهایی اوربیتال P در صفحة چرخش مولکول نهایی OH باقی مانده است، شدیداً مرجح است.
به منظور تدارک آرایش‌های هندسی مشخص برای واکنش با برانگیختگی لیزری یا برای چند پاره شدن نوری، از تشکیل خوشة واندروالسی ضعیف استفاده می‌شود. از این راه، آرایش‌های الکترونی محوری و قائم اوربیتال‌های P اتم فلز برانگیخته می‌شوند تا واکنشی درونی در مجتمع واندروالسی Hg-H2، تولید کنند؛ حالت‌های نهایی HGH، آشکارسازی شده‌اند. این حالت‌ها نشان می‌دهند که دو هم راستایی مذکور، رفتارهای دینامیکی کاملاً متفاوتی دارند. یک مجتمع CO2-HBR تشکیل می‌شود و از طریق تفکیک نوری HBR، به واکنش درونی می‌پردازد و محصولات نهایی OH را تولید می‌کند. جمعیت چرخشی OH در این مورد که وضع هندسی ثابت دارد، با مورد واکنش در تودة جسم، که در آن مقادیر مختلف پارامتر برخورد و جهت‌گیری‌های متفاوت در نمونه وجود دارد، بسیار متفاوت است.
این آزمایش‌های بدیع، راه‌های جدیدی برای درک دینامیک برخوردهای واکنش‌زا و انتقال‌دهندة انرژی، و اثرات هندسی هم-راستایی اوربیتالی بر تبدیلات الکترونی، پیش پای ما می‌گذارد.