Photodissociation of small polyatomic molecules investigated via molecular beam and velocity map imaging techniques

Abstract

Velocity map imaging (VMI) combined with supersonically expanded molecules pro- vides molecular-level insight into many fundamental natural phenomena. This compre- hensive work delivers an introduction to the photodissociation theory and applied VMI and mass spectrometric experimental techniques, followed by an overview of our achieve- ments in the investigation of photodissociation and clustering on the selected molecular systems. Also, new implementations of the centroiding mode and the current status of the apparatus for imaging are commented on for future measurements. The first part of the experimental results focuses on fundamental research of photodissociation of isolated molecules. We demonstrate an efficient coupling between the stretching vibration and ejection of hydrogen radical in pyrrole and, furthermore, describe the impact of singlet- triplet dynamics and molecular frame on energy redistribution during the fragmentation of selected chloroalkanes. The second part revolves around chloroalkane clusters in the perspective of atmospheric chemistry, which is represented by the observations of differ- ent dynamics for CH3 and Cl fragments in (CH3Cl)n cluster photodissociation. Finally, the clustering research is extended by our recent pickup experiments with clusters of polyaromatic hydrocarbons...

Zobrazování rychlostních map fotofragmentů (VMI) kombinované se supersonickou ex- panzí molekul nabízí detailní vhled do fotodynamiky molekulárních systémů. Tato práce přináší úvod do teorie fotodisociace a aplikovaných experimentálních metod, tj., VMI a hmotnostní spektrometrie, následovaný přehledem dosažených výsledků při studiu fo- todisociace a klastrování na vybraných molekulárních systémech. Dále jsou zde popsané provedené úpravy experimentální aparatury a nově implementovaná metoda čítání jednot- livých událostí s ohledem na budoucí experimenty. První část experimentálních výsledků je zaměřena na základní výzkum fotodisociace izolovaných molekul. Například demon- strujeme efektivní vazbu mezi valenční vibrací N-H vazby molekuly pyrrolu a uvolněním H radikálu. Dále studujeme vliv singlet-tripletní dynamiky a molekulární struktury na redistribuci energie během fragmentace vybraných chloroalkanů. Druhá část výsledků se věnuje studiu chloroalkanových klastrů s ohledem na atmosférickou chemii. To je přede- vším zastoupeno studiem odlišných dynamik CH3 a Cl fragmentů během fotodisociace (CH3Cl)n klastrů. Poslední část práce rozšiřuje výzkum klastrování molekul skrze naše ne- dávné experimenty s dopováním molekul na klastry polyaromatických uhlovodíků, které jsou zkoumány jako modelový systém pro...