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激光化学分子反应激发原理

时间：2011-12-31 22:27:01  来源： 打印本文

激光化学分子反应激发原理

2005/9/29/13:51    就像原子一样，任何分子都具有分立的能阶状态。不过分子除了不同的电子能阶以外，同时也还具有许多不同的振动能阶，两者都能够用适当频率的光线加以激发；激光化学所利用的原理，就是振动状态或是电子状态受激的分子，可能会具有与基态分子不同的反应途径及反应速率。现在以一在常温下进行的反应为例：

    O+HCl→OH+Cl

    如果此时以氯化氢激光所发出的光线，将氯化氢分子激发到振动受激的状态，那么此一反应进行的速率就会较原来快了五千倍之多。除了对反应速率的影响以外，用激光激发反应物的分子，也能够影响其所合成的最终产物，例如： 

    BCl3*+H2→HBCl2+H2 

    此时星号表示受激光激发的反应物受激态分子，而在通常由热所引起的此一反应，其产物却包括有HBCl2﹐H2BCl﹐B2H6﹐以及其它一些分子量更高的聚合物。 

    传统的光化学只是利用分子的电子受激状态，借着光线的照射，可使有机分子的环状结构破裂或形成，也可以引起顺式和反式异构物的相互转变，更可以使一游离基选择地接到另一有机分子内的预定位置上。在以上的各种应用里，有时并不一定需要靠激光所具有的特别狭窄的频带宽度的特性，才能进行光化学反应。不过在激光化学里，几乎所有由激光所发出的光线，都能够参预反应，而不像一般宽频带的光源，只有很小一部份的光线能被用。除此以外，宽频带的光源也可能会引起其它不想要的反应，以致消耗了反应物而得到无用甚至有害的副产物。由于分子的振动光谱比电子光谱为细致，所以对于由分子振动受激态所引起的光化学反应，激光化学的优点就更为明显了。