C2(a3Πu)自由基与若干不饱和碳氢化合物反应的温度效应

引用本文: 胡仁志, 张群, 陈旸. C₂(a³Π_u)自由基与若干不饱和碳氢化合物反应的温度效应[J]. 物理化学学报, 2010, 26(10): 2619-2624. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100938 shu

Citation: HU Ren-Zhi, ZHANG Qun, CHEN Yang. Temperature Dependence of Reactions of C₂(a³Π_u) Radical with Several Unsaturated Hydrocarbons[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2010, 26(10): 2619-2624. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100938 shu

C₂(a³Π_u)自由基与若干不饱和碳氢化合物反应的温度效应

基金项目:
国家自然科学基金(20673107, 20873133) (20673107, 20873133)

国家重点基础研究发展规划项目(973)(2007CB815203, 2010CB923302) (973)(2007CB815203, 2010CB923302)

中国科学院知识创新工程(KJCX2-YW-N24)资助 (KJCX2-YW-N24)

摘要:

运用脉冲激光光解-激光诱导荧光(PLP -LIF) 的方法研究了C₂(a³Π_u)自由基与若干不饱和碳氢化合物(C₂H₄ (k₁),C₂H₂ (k₂),C₃H₆ (k₃)和2-C₄H₈ (k₄))气相反应的温度效应. 在298-673K 的温度范围内, 获得了这些反应的双分子反应速率常数. 获得的速率常数可以用Arrhenius 公式表达如下: k₁(T)=(4.53 ±0.05) ×10^-11exp[(196.41 ±5.20)/T], k₂(T)=(3.94 ±0.04) ×10^-11exp[(143.04 ±4.28)/T], k₃(T)=(7.96 ±0.17) ×10^-11exp[(185.10 ±8.86)/T], k₄(T)=(1.04 ±0.02) ×10^-10exp[(180.34 ±7.67)/T], 误差为±2σ. 由获得的双分子反应速率常数及其所呈现的负温度效应, 在298-673K 温度范围内,C₂(a³Π_u)自由基和这些不饱和碳氢化合物的反应遵循加成机理.

关键词:

English

Temperature Dependence of Reactions of C₂(a³Π_u) Radical with Several Unsaturated Hydrocarbons

1.
Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, Department of Chemical Physics, University of Science andTechnology of China, Hefei 230026, P. R. China
Received Date: 07 April 2010
Available Online: 27 September 2010
Fund Project:
国家自然科学基金(20673107, 20873133)

国家重点基础研究发展规划项目(973)(2007CB815203, 2010CB923302)

中国科学院知识创新工程(KJCX2-YW-N24)资助

Abstract:

We studied the temperature dependence on the gas phase reactions of theC₂(a³Π_u) radical with several unsaturated hydrocarbons (C₂H₄ (k₁),C₂H₂ (k₂),C₃H₆ (k₃), and 2-C₄H₈ (k₄)) by means of pulsed laser photolysis-laser induced fluorescence (PLP-LIF) technique. The bimolecular rate constants for these reactions were obtained in the temperature range of 298-673 K. The obtained kinetics data were used to derive the following Arrhenius expressions: k₁(T)=(4.53 ±0.05) ×10^-11exp[(196.41 ±5.20)/T], k₂(T)=(3.94 ±0.04) ×10^-11exp[(143.04 ±4.28)/T], k₃(T)=(7.96 ±0.17) ×10^-11exp[(185.10 ±8.86)/T], and k₄(T)=(1.04 ±0.02) ×10^-10exp[(180.34 ±7.67)/T], where all error estimates are ±2σ and represent the precision of the fit. The observed bimolecular rate constants along with the negative temperature dependences of k(T) allow us to reacha conclusion that the reactions of C₂(a³Π_u) with these unsaturated hydrocarbons in the temperature range of 298-673 K proceed via an addition mechanism.

Key words:

1. [1]
  
  1. Baronavski, A. P.; McDonald, J. R. J. Chem. Phys., 1977, 66: 3300
  1. Baronavski, A. P.; McDonald, J. R. J. Chem. Phys., 1977, 66: 3300
2. [2]
  2. McKellar, A. J. R. Astron. Soc. Can., 1960, 54: 972. McKellar, A. J. R. Astron. Soc. Can., 1960, 54: 97
3. [3]
  3. Brault, J. W.; Delbouille, L.; Grevesse, N.; Roland, G.; Sauval, A. J.; Testerman, L. Astron. Astrophys., 1982, 108: 2013. Brault, J. W.; Delbouille, L.; Grevesse, N.; Roland, G.; Sauval, A. J.; Testerman, L. Astron. Astrophys., 1982, 108: 201
4. [4]
  4. A'Hearn, M. F.; Millis, R. C.; Schleicher, D. O.; Osip, D. J.; Birch, P. V. Icarus, 1995, 118: 2234. A'Hearn, M. F.; Millis, R. C.; Schleicher, D. O.; Osip, D. J.; Birch, P. V. Icarus, 1995, 118: 223
5. [5]
  5. Bakker, E. J.; van Dishoeck, E. F.; Waters, L. B. F.M.; Schoenmaker, T. Astron. Astrophys., 1997, 323: 4695. Bakker, E. J.; van Dishoeck, E. F.; Waters, L. B. F.M.; Schoenmaker, T. Astron. Astrophys., 1997, 323: 469
6. [6]
  6. Cecchi-Pestellini, C.; Dalgarno, A. Mon. Not. R. Astron. Soc., 2002, 331: L316. Cecchi-Pestellini, C.; Dalgarno, A. Mon. Not. R. Astron. Soc., 2002, 331: L31
7. [7]
  7. Oka, T.; Thorburn, J. A.; McCall, B. J.; Friedman, S. D.; Hobbs, L. M.; Sonnentrucker, P.; Welty, D. E.; York, D. G. Astrophys. J., 2003, 582: 8237. Oka, T.; Thorburn, J. A.; McCall, B. J.; Friedman, S. D.; Hobbs, L. M.; Sonnentrucker, P.; Welty, D. E.; York, D. G. Astrophys. J., 2003, 582: 823
8. [8]
  8. Rennick, C. J.; Smith, J. A.; Ashfold, M. N. R.; Orr-Ewing, A. J. Chem. Phys. Lett., 2004, 383: 5188. Rennick, C. J.; Smith, J. A.; Ashfold, M. N. R.; Orr-Ewing, A. J. Chem. Phys. Lett., 2004, 383: 518
9. [9]
  9. rdillo-Vazquez, F. J.; Albella, J. M. J. Appl. Phys., 2003, 94: 60859. rdillo-Vazquez, F. J.; Albella, J. M. J. Appl. Phys., 2003, 94: 6085
10. [10]
  10. Ballik, E. A.; Ramsay, D. A. Astrophys. J., 1963, 137: 8410. Ballik, E. A.; Ramsay, D. A. Astrophys. J., 1963, 137: 84
11. [11]
  11. Herzberg, G. Molecular spectra and molecular structure I. Spectra of diatomic molecules. Princeton: van Nostrand, 195011. Herzberg, G. Molecular spectra and molecular structure I. Spectra of diatomic molecules. Princeton: van Nostrand, 1950
12. [12]
  12. Krause, H. F. J. Chem. Phys., 1979, 70: 387112. Krause, H. F. J. Chem. Phys., 1979, 70: 3871
13. [13]
  13. Donnelly, V. M.; Pasternack, L. Chem. Phys., 1979, 39: 42713. Donnelly, V. M.; Pasternack, L. Chem. Phys., 1979, 39: 427
14. [14]
  14. Pasternack, L.; McDonald, J. R. Chem. Phys., 1979, 43: 17314. Pasternack, L.; McDonald, J. R. Chem. Phys., 1979, 43: 173
15. [15]
  15. Reisler, H.; Mangir, M.; Wittig, C. J. Chem. Phys., 1979, 71: 210915. Reisler, H.; Mangir, M.; Wittig, C. J. Chem. Phys., 1979, 71: 2109
16. [16]
  16. Reisler, H.; Mangir, M.; Wittig, C. Chem. Phys., 1980, 47: 4916. Reisler, H.; Mangir, M.; Wittig, C. Chem. Phys., 1980, 47: 49
17. [17]
  17. Mangir, M. S.; Reisler, H.; Wittig, C. J. Chem. Phys., 1980, 73: 82917. Mangir, M. S.; Reisler, H.; Wittig, C. J. Chem. Phys., 1980, 73: 829
18. [18]
  18. Reisler, H.; Mangir, M. S.; Wittig, C. J. Chem. Phys., 1980, 73: 228018. Reisler, H.; Mangir, M. S.; Wittig, C. J. Chem. Phys., 1980, 73: 2280
19. [19]
  19. Pasternack, L.; Baronavski, A. P.; McDonald, J. R. J. Chem. Phys., 1980, 73: 350819. Pasternack, L.; Baronavski, A. P.; McDonald, J. R. J. Chem. Phys., 1980, 73: 3508
20. [20]
  20. Pasternack, L.; Pitts,W. M.; McDonald, J. R. Chem. Phys., 1981, 57: 1920. Pasternack, L.; Pitts,W. M.; McDonald, J. R. Chem. Phys., 1981, 57: 19
21. [21]
  21. Pitts, W. M.; Pasternack, L.; McDonald, J. R. Chem. Phys., 1982, 68: 41721. Pitts, W. M.; Pasternack, L.; McDonald, J. R. Chem. Phys., 1982, 68: 417
22. [22]
  22. Kruse, T.; Roth, P. Int. J. Chem. Kin., 1999, 31: 1122. Kruse, T.; Roth, P. Int. J. Chem. Kin., 1999, 31: 11
23. [23]
  23. Becker, K. H.; Donner, B.; Dinis, C. M. F.; Geiger, H.; Schmidt, F.; Wiesen, P. Z. Phys. Chem., 2000, 214: 50323. Becker, K. H.; Donner, B.; Dinis, C. M. F.; Geiger, H.; Schmidt, F.; Wiesen, P. Z. Phys. Chem., 2000, 214: 503
24. [24]
  24. Fontijn, A.; Fernandez, A.; Ristanovic, A.; Randall, M. Y.; Jankowiak, J. T. J. Phys. Chem. A, 2001, 105: 318224. Fontijn, A.; Fernandez, A.; Ristanovic, A.; Randall, M. Y.; Jankowiak, J. T. J. Phys. Chem. A, 2001, 105: 3182
25. [25]
  25. Ristanovic, A.; Fernandez, A.; Fontijn, A. J. Phys. Chem. A, 2002, 106: 829125. Ristanovic, A.; Fernandez, A.; Fontijn, A. J. Phys. Chem. A, 2002, 106: 8291
26. [26]
  26. Huang, C. S.; Zhu, Z. Q.; Xin, Y.; Pei, L. S.; Chen, C. X.; Chen, Y. J. Chem. Phys., 2004, 120: 222526. Huang, C. S.; Zhu, Z. Q.; Xin, Y.; Pei, L. S.; Chen, C. X.; Chen, Y. J. Chem. Phys., 2004, 120: 2225
27. [27]
  27. Huang, C. S.; Zhao, D. F.; Pei, L. S.; Chen, C. X.; Chen, Y. Chem. Phys. Lett., 2004, 389: 23027. Huang, C. S.; Zhao, D. F.; Pei, L. S.; Chen, C. X.; Chen, Y. Chem. Phys. Lett., 2004, 389: 230
28. [28]
  28. Huang, C. S.; Li, Z. X.; Zhao, D. F.; Xin, Y.; Pei, L. S.; Chen, C. X.; Chen, Y. Chin. Sci. Bull., 2004, 49: 43828. Huang, C. S.; Li, Z. X.; Zhao, D. F.; Xin, Y.; Pei, L. S.; Chen, C. X.; Chen, Y. Chin. Sci. Bull., 2004, 49: 438
29. [29]
  29. Huang, C. S.; Zhu, Z. Q.; Wang, H. L.; Pei, L. S.; Chen, Y. J. Phys. Chem. A, 2005, 109: 392129. Huang, C. S.; Zhu, Z. Q.; Wang, H. L.; Pei, L. S.; Chen, Y. J. Phys. Chem. A, 2005, 109: 3921
30. [30]
  30. Hu, R. Z.; Zhang, Q.; Chen, Y. J. Chem. Phys., 2010, 132: 16431230. Hu, R. Z.; Zhang, Q.; Chen, Y. J. Chem. Phys., 2010, 132: 164312
31. [31]
  31. Daugey, N.; Caubet, P.; Bergeat, A.; Costes, M.; Hickson, K. M. Phys. Chem. Chem. Phys., 2008, 10: 72931. Daugey, N.; Caubet, P.; Bergeat, A.; Costes, M.; Hickson, K. M. Phys. Chem. Chem. Phys., 2008, 10: 729
32. [32]
  32. Páramo, A.; Canosa, A.; Le Picard, S. D.; Sims, I. R. J. Phys. Chem. A, 2006, 110: 312132. Páramo, A.; Canosa, A.; Le Picard, S. D.; Sims, I. R. J. Phys. Chem. A, 2006, 110: 3121
33. [33]
  33. Páramo, A.; Canosa, A.; Le Picard, S. D.; Sims, I. R. J. Phys. Chem. A, 2008, 112: 959133. Páramo, A.; Canosa, A.; Le Picard, S. D.; Sims, I. R. J. Phys. Chem. A, 2008, 112: 9591
34. [34]
  34. http://webbook.nist. v.34. http://webbook.nist. v.
35. [35]
  35. Ochimizu, T.; Seki, K.; Yagi, M.; Halpern, J. B.; Okabe, H. Chem. Phys. Lett., 1999, 313: 45135. Ochimizu, T.; Seki, K.; Yagi, M.; Halpern, J. B.; Okabe, H. Chem. Phys. Lett., 1999, 313: 451
36. [36]
  36. Berman, M. R.; Fleming, J. W.; Harvey, A. B.; Lin, M. C. Chem. Phys., 1982, 73: 2736. Berman, M. R.; Fleming, J. W.; Harvey, A. B.; Lin, M. C. Chem. Phys., 1982, 73: 27
37. [37]
  37. Lichtin, D.; Lin, M. C. Chem. Phys., 1986, 104: 32537. Lichtin, D.; Lin, M. C. Chem. Phys., 1986, 104: 325
38. [38]
  38. Atkinson, R. Chem. Rev., 1985, 85: 6938. Atkinson, R. Chem. Rev., 1985, 85: 69
39. [39]
  39. Gu, X. B.; Guo, Y.; Zhang, F. T.; Mebel, A. M.; Kaiser, R. I. Faraday Discuss., 2006, 133: 24539. Gu, X. B.; Guo, Y.; Zhang, F. T.; Mebel, A. M.; Kaiser, R. I. Faraday Discuss., 2006, 133: 245
40. [40]
  40. Gu, X. B.; Guo, Y.; Zhang, F. T.; Mebel, A. M.; Kaiser, R. I. Chem. Phys., 2007, 335: 9540. Gu, X. B.; Guo, Y.; Zhang, F. T.; Mebel, A. M.; Kaiser, R. I. Chem. Phys., 2007, 335: 95
41. [41]
  41. Kaiser, R. I.; Balucani, N.; Charkin, D. O.; Mebel, A. M. Chem. Phys. Lett., 2003, 382: 11241. Kaiser, R. I.; Balucani, N.; Charkin, D. O.; Mebel, A. M. Chem. Phys. Lett., 2003, 382: 112
42. [42]
  42. Gu, X. B.; Guo, Y.; Mebel, A. M.; Kaiser, R. I. J. Phys. Chem. A, 2006, 110: 1126542. Gu, X. B.; Guo, Y.; Mebel, A. M.; Kaiser, R. I. J. Phys. Chem. A, 2006, 110: 11265
43. [43]
  43. Leonori, F.; Petrucci, R.; Hickson, K. M.; Se lini, E.; Le Picard, S. D.; Balucani, N.; Foggi, P.; Casavecchia, P. Planet. Space Sci., 2008, 56: 165843. Leonori, F.; Petrucci, R.; Hickson, K. M.; Se lini, E.; Le Picard, S. D.; Balucani, N.; Foggi, P.; Casavecchia, P. Planet. Space Sci., 2008, 56: 1658
44. [44]
  44. Kaiser, R. I.; Le, T. N.; Nguyen, T. L.; Mebel, A. M.; Balucani, N.; Lee, Y. T.; Stahl, F.; Schleyer, P. V.; Schaefer, H. F. Faraday Discuss., 2001, 119: 5144. Kaiser, R. I.; Le, T. N.; Nguyen, T. L.; Mebel, A. M.; Balucani, N.; Lee, Y. T.; Stahl, F.; Schleyer, P. V.; Schaefer, H. F. Faraday Discuss., 2001, 119: 51
45. [45]
  45. Guo, Y.; Kislov, V. V.; Gu, X.; Zhang, F.; Mebel, A. M.; Kaiser, R. I. Astrophys. J., 2006, 653: 157745. Guo, Y.; Kislov, V. V.; Gu, X.; Zhang, F.; Mebel, A. M.; Kaiser, R. I. Astrophys. J., 2006, 653: 1577
46. [46]
  46. McKee, K.; Blitz, M. A.; Hughes, K. J.; Pilling, M. J.; Qian, H. B.; Taylor, A.; Seakins, P. W. J. Phys. Chem. A, 2003, 107: 571046. McKee, K.; Blitz, M. A.; Hughes, K. J.; Pilling, M. J.; Qian, H. B.; Taylor, A.; Seakins, P. W. J. Phys. Chem. A, 2003, 107: 5710
47. [47]
  47. Choi, N.; Blitz, M. A.; McKee, K.; Pilling, M. J.; Seakins, P. W. Chem. Phys. Lett., 2004, 384: 6847. Choi, N.; Blitz, M. A.; McKee, K.; Pilling, M. J.; Seakins, P. W. Chem. Phys. Lett., 2004, 384: 68
48. [48]
  48. Gannon, K. L.; Glowacki, D. R.; Blitz, M. A.; Hughes, K. J.; Pilling, M. J.; Seakins, P. W. J. Phys. Chem. A, 2007, 111: 6679
  48. Gannon, K. L.; Glowacki, D. R.; Blitz, M. A.; Hughes, K. J.; Pilling, M. J.; Seakins, P. W. J. Phys. Chem. A, 2007, 111: 6679

扫一扫看文章

计量

PDF下载量: 1087
文章访问数: 3462
HTML全文浏览量: 57

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

C₂(a³Π_u)自由基与若干不饱和碳氢化合物反应的温度效应

English

Temperature Dependence of Reactions of C₂(a³Π_u) Radical with Several Unsaturated Hydrocarbons

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南：你的皮肤可能是一片SPMs

CCS Chemistry：工作高效不疲劳，只须让催化剂动起来

CCS Chemistry：静电组装导向聚合- 聚电解质纳米凝胶量化制备新策略

CCS Chemistry：金黄色葡萄球菌醛基脱氢酶是如何识别特异性底物的？

计量

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

中国化学会秘书处