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研究生： 蘇億晉
Su, Yi-jin
論文名稱： 對位乙炔基苯胺之第一電子激發態暨離子態振動光譜
Vibronic and cation spectroscopy of p-ethynylaniline
指導教授： 曾文碧
Tzeng, Wen-Bih
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 化學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2012
畢業學年度： 100
語文別： 中文
論文頁數： 86
中文關鍵詞： 共振雙光子游離 、臨界游離 、第一電子激發態 、離子基態光譜 、對位乙炔基苯胺
英文關鍵詞： Resonant two-photon ionization, Threshold ionization, Vibronic spectroscopy, Cation spectroscopy, p-Ethynylaniline
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：152  下載：1 
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    • 應用高解析度共振雙光子游離與質量解析臨界游離光譜術來記錄對位乙炔基苯胺的S1第一電子激發態與離子基態光譜，D0離子基態光譜是利用第一電子激發態的 00, 121, and 11分子振動態為中間能階記錄的。藉此，我們精準地量測第一電子躍遷能和游離能分別為32656 ± 2 cm-1，和 61270 ± 5 cm-1。為了標定光譜並且提供合理解釋數據我們也進行量子化學及密度泛函數理論計算，以所測得的對位乙炔基苯胺光譜和及其他苯胺衍生物的實驗數據作比較，以及計算結果顯示大部分較強的光譜譜峰都是苯環的平面振動引起的，此外乙炔基和胺取代基皆會影響分子的躍遷能、游離能以及振動模式與頻率。

    We applied the resonant two-photon ionization and mass-analyzed threshold ionization spectroscopic techniques to record the vibronic and cation spectra of p-ethynylaniline. The cation spectra were obtained by ionizing via the 00, 121, and 11 levels of the electronically excited S1 state. The S1 ← S0 electronic excitation and the adiabatic ionization energies were found to be 32 656 ± 2 cm-1 and 61 270 ± 5 cm-1, respectively. We have also performed the quantum chemical and density functional theory calculations to assign spectral bands and to provide reasonable interpretion for our experimental finds. The results show that most of the observed strong spectral bands result from the in-plane ring deformation. In addition, the ethynyl and amino substituents can affect the electronic excitation and the adiabatic ionization energies and molecular vibrations.

    目錄 中文摘要 英文摘要 目錄……………………………………………………………………….i 圖目錄…………………………………………………………………….iii 表目錄…………………………………………………………………… v 一、 簡介 1 二、 研究目的 7 三、 實驗技術 9 1. 共振多光子游離光譜術(REMPI) 9 2. 質量解析臨界游離光譜法(MATI) 15 四、 實驗設備 20 1. 真空系統 20 a. 束源氣室 23 b. 分子和雷射作用區 26 c. 飛行導管 27 d. 離子偵測區 28 2. 游離源(雷射系統) 31 a. 固態銣釔鋁石榴石雷射(Nd：YAG laser) 31 b. 染料雷射(Dye Laser) 34 3. 同步與訊號收集 36 五、 實驗過程 41 六、理論計算與光譜分析 47 1. 概論 47 2. 基底函數組 54 3. 光譜判定(spectral assignment) 57 七、 實驗結果 65 1. 質譜 65 2. 對位乙炔基苯胺之第一電子激發態振動光譜 66 3. 對位乙炔基苯胺之PIE curve光譜 70 4. 對位乙炔基苯胺之MATI 光譜 73 八、 結果討論 76 2. 躍遷能量與游離能(IE)探討 76 3. 分子振動之探討 78 九、 結論 81 十、 參考文獻 82   圖目錄 圖一、全波段光譜 2 圖二、質量解析臨界游離光譜術 5 圖三、對位乙炔基苯胺的游離示意圖 8 圖四、利用雙色共振雙光子游離術探測粗略游離能的示意圖 11 圖五、單色及雙色雙光子游離示意圖 12 圖六、雷德堡態分子軌道示意圖 17 圖七、質量解析臨界游離光譜術作用機制圖 17 圖八、遲滯電場使游離能下降δ 18 圖九、高雷德堡態和零動能態示意圖 19 圖十、實驗設備簡圖 21 圖十一、飛行時間質譜儀內部構造圖 23 圖十二、銣三價陽離子的四階雷射放光系統示意圖 33 圖十三、脈衝／延遲產生器DG-535與實驗儀器連接圖 38 圖十四、DG-535延遲時間示意圖 40 圖十五、質譜轉光譜示意圖 43 圖十六、實驗紀錄包含參數條件、質譜、光譜及校正後光譜 44 圖十七、對位乙炔基苯胺的原子標號順序 47 圖十八、分子位能曲面圖 48 圖十九、計算分子的零點能 49 圖二十、對位乙炔基苯胺的121與11振動模式 58 圖二十一、苯環的三十種振動基本模式 59 圖二十二、對位雙輕取代( p-di“light”)系統的振動樣式 62 圖二十三、對位乙炔基苯胺在雷射波長306.22nm時得到的質譜 65 圖二十四、對位乙炔基苯胺的第一電子激發振動光譜 67 圖二十五、對位乙炔基苯胺於第一電子激發態的振動模式 68 圖二十六、對位乙烯基苯胺的第一電子激發振動光譜 68 圖二十七、對位乙炔基苯胺的PIE curve和MATI光譜對照圖 72 圖二十八、對位乙炔基苯胺的質量解析臨界游離光譜圖 75 圖二十九、對位乙炔基苯胺在S0、S1、D0之分子結構示意圖 79   表目錄 表一、 對位乙炔基苯胺和類似分子在第一電子激發態的振動模式及其振動頻率 61 表二、對位雙輕取代(p-di“light”)系統振動頻率區間 61 表三、對位乙炔基苯胺於S0、S1、D0的譜峰頻率、理論計算數值、光譜判定以及運動模式概述 63 表四、 對位乙炔基苯胺第一電子激發態振動光譜觀察到的譜峰頻率、理論計算結果、光譜判定以及運動模式概述 69 表五、對位乙炔基苯胺質量解析林解游離光譜觀察到的譜峰頻率、計算結果、光譜判定及運動模式概述 74 表六、對位乙炔基苯胺及相關分子之躍遷能及游離能比較 77

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