Reaktive Streuung an orientierten Molekülen
Final Report Abstract
In einem Experiment mit senkrecht gekreuzten Molekularstrahlen haben wir die Abhängigkeit der Streuung der Produkte KI der Reaktion K+CH3 I → KI+CH3 von der Orientierung der molekularen Achse in einem weiten Bereich von Stoßenergien zwischen 0.48 und 2.07 eV untersucht. Die Winkelverteilungen der Produkte im Schwerpunktssystem (differentieller Reaktionsquerschnitt) zeigen bei allen untersuchten Energien bevorzugte Streuung der Produkte KI in die Einfallsrichtung des molekularen Reaktionspartners CH3I (Rückwärtsstreuung) in Übereinstimmung mit früheren Experimenten anderer Autoren. Die Orientierung der molekularen Achse erfolgte mit der ”brute force” - Methode. Die gemessenen parallelen und erstmalig auch der senkrechten sterischen Effekte weisen auf eine enge Korrelation der Richtung der bevorzugten Produktstreuung und der Richtung der molekularen Achse hin. Das negative Vorzeichen des senkrechten sterischen Effektes zeigt, dass die Produkte bevorzugt entgegen der Richtung des molekularen Dipolmomentes emittiert werden. Dieser Befund wurde in diesem Projekt erstmalig auch für die niederen Stoßenergien bestätigt. Das Ausmaß der präparierten Orientierung hängt von einer möglichst hohen Besetzung der niedrigsten Rotationszustände ab. Zur Bestimmung der Zustandsverteilungen haben wir mit dem Molekülstrahl Ablenkexperimente in einem inhomogenen elektischen Feld durchgeführt. Die quantitative Analyse der Ablenkexperimente sowie der Vielzahl von vollständigen Streudatensätzen ist Gegenstand einer noch nicht abgeschlossenen Dissertation. Untersuchungen der unerwarteten Produktkomponente der reaktiven Streuung von K an t-C4H9I in die Vorwärtsrichtung (Richtung des einfallenden K-Strahls) weisen darauf hin, dass sie durch Reaktionen mit einer geringen aber stark temperaturabhängigen Beimischung von HI im Strahl erzeugt wird. Der Prozess der Entstehung dieser Beimischung ist noch unklar.
