Enkel- och dubbeljonisation av metylisotiocyanat

Abstract

Metylisotiocyanat (CH3NCS), även kallad MITC, är en biprodukt från jordbruksindustrin. I detta arbete studeras elektronstrukturen och fragmentationsprocessen i CH3NCS vid enkel- och dubbeljonisation med hjälp av en magnetisk flaskspektrometer. Molekylen joniseras med enstaka fotoner med fotonenergier på 21,22 eV och 40,81 eV. Samtliga elektroner som emitteras fångas upp av ett magnetfält format som en flaskhals, och ungefär 150 ns därefter läggs ett elektriskt fält över interaktionsregionen som fångar upp joner från samma process. Metodens styrka ligger i att partiklar från enstaka händelser kan detekteras och korreleras vilket tillåter en koincidensanalys.

Enkel- och dubbeljonisation av CH3NCS gav spektra som påvisade fragmentering av den joniserade modermolekylen. Enkeljonisationtoppar erhållna vid fotonenergin 21,22 eV är 9,66 eV, 12,75 eV och 14,66 eV. Molekylen analyseras enligt molekylorbitalteorin, resonansstruktur och den ledande konfigurationsteorin. Jonisation av CH3NCS med fotonenergin 40,81 eV, som inte hade undersökts tidigare, gav bland annat upphov till en dubbeljoniserad CH3NCS2+-molekyl. Dubbeljonisationsenergierna är 26,92 eV, 28,62 eV, 29,61 eV och 31,51 eV. Ett metastabilt tillstånd kunde observeras i denna jon som sedermera splittras till CNCS+ + H+ + H2. Två empiriska samband används för att approximativt beräkna repulsionsenergin mellan två vakanser efter dubbeljonisation samt för att beräkna intermolekylära avstånd mellan två vakanser. Medelvärdet av epulsionsenergin är 7,05 eV, medan den beräknade intermolekylära distansen är 2,03 Å.

Resultatet motiverar vidare undersökningar av det metastabila tillståndet i joniserat CH3NCS, vidare beräkningar av repulsionen och intermolekylära avstånd samt studier av liknande molekyler.