Rotationseffekte in zustandsselektiven Ionen-Molekül-Reaktionen

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Die Reaktionen von positiv geladenen Molekülionen mit neutralen Molekülen (Ionen-Molekül-Reaktionen) sind von grundlegender Bedeutung für zahlreiche natürliche (Ionosphäre, Sonnenkorona, Astrochemie) und technische Prozesse (Plasmaätzen). Für ein besseres Verständnis dieser Reaktionen sind insbesondere zustandsselektive Untersuchungen sehr hilfreich. Im Rahmen des hier beschriebenen Projektes sollen die chemischen Reaktionen von schwingungs- und rotationszustandsselektierten Molekülionen mit verschiedenen neutralen Molekülen unter Einzelstoßbedingungen untersucht werden. Ziel dieser Arbeiten ist die Untersuchung des Einflusses der externen Molekülrotation auf die Ionen-Molekül-Reaktionen. Diese Experimente sollen in einem einzelnen Molekularstrahl (single beam) durchgeführt werden, in dem beide Reaktanden vorgemischt werden. Molekülionen werden durch optische Anregung (Laser- bzw. Synchrotronstrahlung) in einem definierten Schwingungszustand des Ions mit variablem Gesamtdrehimpuls erzeugt. Die Stoßenergie zwischen Molekül-Ion und neutralem Reaktionspartner wird über das Anlegen eines elektrischen Feldes variiert. Der Gesamtdrehimpuls des Molekülions wird über den Ionisationslaser variiert. Aufschluß über die Rolle der Rotation erwarten wir vor allem von der Reaktion HBr (v=0,N ) CO2 > HOCO Br, die mit ca. 4 kJ/mol endotherm ist. Durch Variation des Rotationszustandes des HBr -Ions hoffen wir, die Reaktion an- bzw. abschalten zu können.