Предназначена для специалистов в области лазерохимии, а также Для студентов-химиков.
От переводчика
Создание оптических квантовых генераторов, или лазеров, открыло новые возможности для изучения химических процессов. Лазерный температурный скачок, импульсный лазерный фотолиз, лазерный магнитный резонанс, пикосекундная эмиссионная спектроскопия — это лишь некоторые из методов, которыми обогатился арсенал ученых-химиков. Среди областей химической науки, возникших на основе использования лазеров, осо: бое место занимает инфракрасная лазерная фотохимия (ИК-лазерохимия). В отличие от классической фотохимии, объектом исследования которой служат возбужденные частицы, ИК-лазерохимия имеет дело с соединениями, находящимися в основном электронном состоянии. Энергию, необходимую для химических превращений, эти соединения черпают из пучка инфракрасных квантов, генерируемого лазером. В системе, подвергшейся воздействию лазерного ИК-излучения мощностью от единиц до сотен мегаватт на квадратный сантиметр, могут протекать разнообразнейшие процессы — от диссоциации молекул на свободные радикалы или нейтральные фрагменты (как в ретрореакции Дильса — Альдера) до бимолекулярных реакций замещения и присоединения.
История развития лазерохимии насчитывает едва десяток лет, но уже теперь можно отметить и крупные успехи, и серьезные неудачи. Многого удалось достичь в области лазерного разделения изотопов, успешно используются ИК-лазеры и в синтезе труднодоступных борорганических соединений. Однако до сих пор далека от претворения в жизнь идея целенаправленного синтеза химических соединений путем селективного возбуждения этдельных связей в молекулах, вполне естественно воз-адшая при появлении мощных источников монохрома-'ического излучения, частота которого лежит в области
Содержание
От переводчика
Предисловие ................... 7
Список специальных обозначений ........... 9
Глава 1. Введение ................ 11
Глава 2. Лазеры и химические реакции ........ 14
2.1. Лазер на С0г 14 2.1.1. Механизм эмиссии '
2.2. Поглощение и реакция
2.2.1. Эксперименты по фотосенсибилизации .
2.3. Практическое разделение переменных ...
2.4. Сравнение термических реакций с фотохимическими . ................ 23
2.4.1. Зависимость ППИ от ?»ы . ..... . 24
2.4.2. Скорость охлаждения ......... 25
2.4.3. Влияние сенсибилизаторов ....... 26
2.4.4. Химические доказательства ....... 26
2.4.5. Отношение продуктов реакции ...... 27
2.4.6. Влияние добавок инертного газа на выход
28
15 18 21 22
реакции ..............
2.4.7. Кинетическая спектроскопия ...... 28
2.5. Природа инициированных лазером реакций ... 31
Глава 3. Фотофизика ............... .33
3.1. Когерентность .............. 33
3.2. Измерение дозы и интенсивности ....... 35
3.2.1. Доза ............... 37
3.2.2. Величина поглощенной энергии ..... 39
3.2.3. Интенсивность ........... 41
3.3. Типичные результаты ........... 41
3.3.1. Длительность импульса ........ 43
3.3.2. Давление поглощающего газа ...... 44
3.3.3. Влияние газов, не поглощающих излучение 45
3.4. Теоретические модели ... ........ 47
3.4.1. Гармонический осциллятор ....... 47
3.4.2. Модель Р, Q, /^-континуума ....... 49
3.4.3. Сопоставление когерентного поглощения с некогерентным ........... 52
Глава 4. Движение молекулярной энергии . ..., ..-..„ 56
4.1. Качественное обсуждение .......... 57
4J.1. Некоторые определения........ 59
4.1.2. К—R- и Т—Я-обмен......... 60
4.1.3. V—Г-обмен............ . 60
4.1.4. V— КЛЯ-обмен........... 61
4.2. Некоторые экспериментальные результаты ... 63
4.2.1. Потери энергии, связанные с присутствием в . реакционной ячейке инертных газов .... 63
4.2.2. Сенсибилизированные реакции ....... 65
4.3. Некоторые теоретические концепции...... 66
4.3.1. Обратимость V— К.Г/Я-обмена...... 67
4.3.2. Накопление колебательной энергии на отдельных колебаниях.........-. 71
4.4. Избирательное стимулирование химических реакций.................. 74
4.4.1. Молекулярные траектории на поверхности
потенциальной энергии........ . 77
Глава 5. Практическая химия ............ 81
5.1. Экономическая сторона дела......... 81
5.1.1. Повышение фотохимической эффективности 82
5.1.2. Экономические аспекты лазерного разделения изотопов ........... . 85
5.2. Возможность контроля........... 87
5.2.1. Аналогия между ?аы и RT....... 87
5.2.2. Увеличение ?«ьв с дозой ...',.... 88 " 5.2.3. Изменение характера продуктов..... 89
5.2.4. ?,ь8 как регулируемая переменная . . . . ' 92
5.2.5. Влияние давления.......... 95
5.2.6. Использование сенсибилизаторов .... 95
5.2.7. Взрыв под действием лазерного излучения . 97
5.2.8. Отклонения от теплового равновесия ... 97
5.3. 'Обзор исследованных лазерохимических реакций 100
5.3.1. Разложение октафторциклобутана .... 100
5.3.2. Рег/ю-реакция Дильса — Альдера /-лимонена 101
5.3.3. Ароматическое замещение галогеном ... 101
5.3.4. Гексахлорбензол из тетрахлпрэтилена . . . 102
5.3.5. ИК-люминесценция . .-........ 103
5.3.6. Борохлорирование.......... 104
5.3.7. реакции других соединений бора..... 105
5.3.8. Диссоциация N2F4.......... 107
5.3.9. Перегруппировка Коупа гексадиена-1,5 ..'.. 108
5.3.10. Действие на полимерные пленки .... 109
5.3.11. Сдвиг химического равновесия..... ПО
5.3.12. Лазерное разделение изотопов ..... 111
Содержание
Приложение I. Терминология, единицы, константы .... 116
1.1. Фотофизическая терминология ..... ||6
1.2. Размерности..........• • • }''
1.3. Переводные коэффициенты...... »
1.4. Физические константы........ 11в
Приложение II. Эмиссионные линии инфракрасных лазеров 119
Приложение III. Материалы, используемые в инфракрасной
оптике.............. '•"
129 Литература ................' •
Цена: 150руб.
