Исследователи наблюдали, как атомы в бромоформе перестраиваются менее чем за триллионную долю секунды под воздействием ультрафиолетового импульса.
Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли в США впервые наблюдали изменения, которые происходят в бромоформе после того, как он подвергается воздействию ультрафиолетового импульса. Визуализация подтвердила ранее предсказанный путь, по которому молекула, разрушающая озоновый слой, преобразует структуру при взаимодействии со светом.
Химики десятилетиями изучали фотохимию бромоформа — изменение молекулы под действием света. Это природное соединение разрушает озон в атмосфере Земли и естественным образом вырабатывается фитопланктоном и водорослями в океанах.
Теория предполагает, что в молекулах происходят сразу два процесса: при диссоциации один атом брома отделяется от остальной части молекулы, при изомеризации атомы перестраиваются в другую конфигурацию или изомер.
Американские физики разработали эксперимент, который не только подтвердил образование изомеров, но и определил, какая часть молекул бромоформа подвергается диссоциации, а какая часть образует изомеры.
Ученые возбудили молекулы газа бромоформа сверхбыстрым всплеском УФ-излучения с длиной волны 267 нм. Возбужденные молекулы возбудили сверхкороткими электронными импульсами с помощью релятивистского сверхбыстрого электронного дифракционного прибора в Национальной ускорительной лаборатории SLAC.
С помощью электронных изображений исследователи измерили расстояния между атомами в молекулах бромоформа и отследили, как они менялись с течением времени. Примерно 60% молекул подверглись изомеризации в течение первых 200 фемтосекунд возбуждения и сохранялись в течение всего эксперимента длительностью 1,1 пикосекунды. Остальные 40% бромоформа подверглись прямой диссоциации.
Энергия ультрафиолетового излучения вызывает множество химических процессов на Земле. Чтобы понять, использовать или смягчить ущерб от этих сверхбыстрых химических реакций, важно понять, как они работают на атомном уровне. Результат наблюдений является важным шагом не только для понимания фотохимии бромоформа, но и других молекул.
Читать далее:
Привычное, но непонятное поведение собак наконец-то объяснили
Биологи случайно нашли животное, которое стареет в обратном направлении
Названа дата следующей магнитной бури: когда она обрушится на Землю
Иллюстрация на обложке: Melody Li, Debadarshini Mishra, and Lars Hoffmann