Диссертация

Целью данной работы состоит в установлении механизмов радиационно-химических превращений ряда астрохимически важных молекул, содержащих два атома углерода (C2H2, C2H4, C2H6, H2CCO, CH2CHOH и CH3CHO) и межмолекулярных комплексов C2H2∙∙∙H2O и C2H2∙∙∙CO, изолированных в диффузионно-жёстких инертных средах при криогенных температурах, а также получении спектроскопических характеристик их ключевых интермедиатов (в том числе, до сих пор экспериментально не наблюдавшихся). Исследуемые матрицы получали осаждением многокомпонентных смесей (исследуемая молекула/благородный газ; компоненты комплекса/благородный газ). Радиационно-химические превращения инициировались облучением полученных твёрдых матриц рентгеновским излучением. Образцы анализировались методами ИК-спектроскопии и ЭПР-спектроскопии. Полученные экспериментальные данные в ряде случаев сравнивались с предсказаниями высокоуровневых квантово-химических расчётов. В этой работе показано, что в результате радиолиза C2 углеводородов происходит их последовательное дегидрирование, радиационная стойкость C2 углеводородов увеличивается в ряду C2H6 < C2H4 < C2H2, а матрица влияет на эффективность и соотношение каналов радиационно-химических превращений. Определены основные продукты радиационно-химических превращений изолированных комплексов C2H2···H2O и C2H2···CO. Комплексообразование с H2O приводит к существенному увеличению выхода разрыва межуглеродной связи, а в случае радиационно-химических превращений комплекса C2H2···CO происходит удлинение углеродной цепи. Кроме того, установлено, что при радиолизе комплекса C2H2···CO образуется катион-радикал (H2C3O+•), идентифицирована его молекулярная структура (E-HCCHCO+•) и обнаружена его фотохимическая перегруппировка в изомер H2CCCO+•. Показано, что катион-радикал E-HCCHCO+• может выступать в качестве прекурсора нейтральных С3 продуктов радиолиза комплекса C2H2···CO и предложена новая стратегия получения и исследования небольших органических катион-радикалов. Установлено, что ключевыми продуктами радиолиза изолированных молекул CH3CHO являются CO, CH4 и H2CCO. Продемонстрирована фоточувствительность CH3CO• в матрицах твёрдого Ne, Ar, Kr и Xe, а также последующее восстановление ацетильного радикала в Xe при 5 К.