Фемтохимия - Femtochemistry

Насосно-зондовые методы

Фемтохимия - это область физической химии, которая изучает химические реакции в чрезвычайно коротких временных масштабах (примерно 10-15 секунд или одна фемтосекунда , отсюда и название), чтобы изучить сам процесс перегруппировки атомов в молекулах (реагентов) с образованием новых молекул ( продукты). В 1988 выпуске журнала Science , Ахмед Хассан Зевайл опубликовал статью , используя этот термин впервые, с указанием « в режиме реального времени фемтохимии, то есть, химия на фемтосекундный масштаб времени ...». Позже в 1999 году Зеваил получил Нобелевскую премию по химии за свою новаторскую работу в этой области, показавшую, что можно увидеть, как атомы в молекуле движутся во время химической реакции, с помощью вспышек лазерного света.

Применение фемтохимии в биологических исследованиях также помогло выяснить конформационную динамику структур РНК « стебель-петля» .

Во многих публикациях обсуждалась возможность управления химическими реакциями с помощью этого метода, но это остается спорным. Шаги в некоторых реакциях происходят в фемтосекундной шкале времени, а иногда и в аттосекундной шкале времени, и иногда образуют промежуточные продукты . Эти промежуточные продукты реакции не всегда можно определить, наблюдая за начальным и конечным продуктами.

Насосно-зондовая спектроскопия

Самый простой и до сих пор один из наиболее распространенных методов известен как спектроскопия накачки-зондирования . В этом методе два или более оптических импульса с переменной временной задержкой между ними используются для исследования процессов, происходящих во время химической реакции. Первый импульс (насос) инициирует реакцию, разрывая связь или возбуждая один из реагентов. Затем второй импульс (зонд) используется для исследования хода реакции через определенный период времени после ее начала. По мере развития реакции отклик реагирующей системы на зондирующий импульс будет меняться. Постоянно сканируя временную задержку между импульсами накачки и зонда и наблюдая за реакцией, рабочие могут восстановить ход реакции как функцию времени.

Примеры

Диссоциация брома

Фемтохимия была использована для демонстрации электронных стадий диссоциации брома с временным разрешением . При диссоциации под действием лазерного импульса 400 нм электроны полностью локализуются на отдельных атомах через 140 фс, а атомы Br разделяются на 6,0 Å через 160 фс.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

Эндрю М. Вайнер (2009). Сверхбыстрая оптика . Вайли. ISBN 978-0-471-41539-8.

внешние ссылки