C-I and C-F bond-breaking dynamics in the dissociative electron ionization of CF3I.
C-I and C-F bond-breaking dynamics in the dissociative electron ionization of CF3I.
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CF3I 解离电子电离中的 C-I 和 C-F 键断裂动力学。
DOI：
10.1039/c8cp06682e
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Köckert H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Köckert H
我们提出了一个全面的实验研究CF 3 I的解离电子电离动力学的能量范围从20到100 eV。一个束气仪器已被用来测量的绝对总电离截面的分子的能量范围从0到300 eV。再加上来自电子-分子交叉束速度图成像仪器的数据，这允许确定每个离子碎片形成的绝对部分电离截面。这些揭示了许多涉及C-I和C-F键裂解的裂解通道，在某些情况下，随后是所得分子离子的进一步裂解。记录了C-I键断裂的I ~+和CF ~（3+）产物以及C-F键断裂的CF ~（2 I ~+）产物的速度图。从图像中提取的碎片动能分布的分析表明，CF 3+产物的C-I键裂解似乎是通过一个统计机制形成的发生在很长的时间尺度上，而CF2 I+产物的C-F裂解是通过一个更快，更直接的解离机制，涉及一个或多个排斥态的母分子离子。由C-I键断裂产生的I+片段表现出介于两个极端之间的行为。对于所有碎片，图像显示出对入射电子的能量的依赖性很小或没有依赖性，这意味着在所有情况下，初始激发的离子状态或状态经历快速弛豫到解离状态。只有一小部分入射电子的动能被释放到反冲的原子和分子碎片的动能中，这意味着大部分可用能量仍然与两个离开的电子在一起。解离电子电离的各种片段获得的动能分布进行比较，从光电离研究报告的相应的分布，以深入了解所涉及的电子状态。
We present a comprehensive experimental study into the dissociative electron ionization dynamics of CF3I at energies ranging from 20 to 100 eV. A beam-gas instrument has been used to measure the absolute total ionization cross-section for the molecule over the energy range from 0 to 300 eV. Coupled with data from an electron-molecule crossed beam velocity-map imaging instrument, this allows absolute partial ionization cross-sections to be determined for formation of each ionic fragment. These reveal a number of fragmentation channels involving both C–I and C–F bond cleavage, in some cases followed by further fragmentation of the resulting molecular ion. Velocity-map images have been recorded for the I+ and CF3+ products of C–I bond cleavage and the CF2I+ products of C–F bond cleavage. Analysis of fragment kinetic energy distributions extracted from the images reveals that CF3+ product of C–I bond cleavage appears to be formed via a statistical mechanism occurring over long timescales, while the CF2I+ products of C–F cleavage are formed via a much faster, more direct dissociation mechanism involving one or more repulsive states of the parent molecular ion. The I+ fragments arising from C–I bond cleavage display behaviour intermediate between the two extremes. For all fragments, the images show little or no dependence on the energy of the incident electron, implying that the initially excited ion state or states undergo rapid relaxation to the dissociative state(s) in all cases. Only a very small fraction of the incident electron's kinetic energy is released into kinetic energy of the recoiling atomic and molecular fragments, implying that most of the available energy remains with the two departing electrons. The kinetic energy distributions obtained for the various fragments of dissociative electron ionization are compared with the corresponding distributions reported from photoionization studies in order to gain insight into the electronic states involved.
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