Laser photolysis of molecules in free nanoparticles

Abstract

Several experiments with various clusters were performed on a molecular beam apparatus. (1) The beam velocities were measured for rare gases and water clusters under various expansion conditions to learn about the supersonic expansions and cluster generation processes. (2) The photodissociation of (HBr)n clusters was measured for calibration purposes. (3) The mass spectrometry of clusters of small biomolecules imidazole, pyrazole and pyrrole was investigated. The stabilization of these hydrogen bonded species in the excited states by hydrogen transfer process was revealed, relevant to the stability of biomolecules in general. (4) Finally, the photodissociation of an HI molecule on water clusters (H2O)n was studied and compared to the photodissociation on (Ar)n clusters. It was shown that HI molecules acidically dissociate on (H2O)n and generate zwitterionic species H3O+ I-(H2O)n-1, which are then excited into biradical states with the neutral hydronium molecule H3O.

Na aparatuře s molekulovými paprsky bylo provedeno několik experimentů s různými klastry. (1) Byly změřeny rychlosti klastrů vzácných plynů a vody za různých expanzních podmínek, abychom se učili o supersonické expanzi a procesech tvorby klastrů. (2) Fotodisociace klastrů (HBr)n byla změřena kvůli kalibraci. (3) Hmotová spektroskopie klastrů malých biomolekul imidazolu, pyrazolu a pyrolu byla zkoumána. Byla odhalena stabilizace těchto molekul, které jsou vázany vodíkovými vazbami, přenosem vodíku, což je relevantní ke stabilitě biomolekul obecně. (4) Konečně, fotodisociace molekuly HI na klastrech vody (H2O)n byla studována a porovnána s fotodisociací na klastrech argonu (Ar)n. Bylo ukázáno, že molekula HI podléhá acidické disociaci na (H2O)n za tvorby obojetného ionu H3O+ I-(H2O)n-1, který je následně excitován do biradikálového stavu s neutrální molekulou H3O.