光致多环芳烃脱氢：H-与 H2-损失的竞争
星系天体物理
2018-06-08 v1
摘要
PAHs（多环芳烃）构成星际介质碳预算的主要组分，锁住了高达 10--20% 的元素碳。由高能光子诱导的连续碎裂导致新物种形成，包括富勒烯。然而，该过程涉及的确切化学路径仍大多未被探索。本工作中，我们聚焦于涉及这些分子脱氢的首个光碎裂步骤。为此，我们采用多学科方法，考虑实验、DFT 计算和专用蒙特卡洛模拟建模的结果。通过考虑最简单的异构化路径——即氢原子沿分子边缘的漫游——我们能够刻画此处所研究分子最可能的光解离路径。这些包含九个具有明显不同结构性质的多环芳烃。脂肪族类侧基的形成在首步碎裂中被发现至关重要，并且进一步设定了 H-与 H2-损失之间竞争的均衡。我们表明， trio 氢原子（尤其是与小 PAHs 中湾区结合）在实验确立的奇偶数 H 原子损失比变化中起重要作用。此外，我们发现随着 PAH 尺寸增大，H2 形成占主导，连续氢损失仅起边缘作用。我们还发现大尺寸含 solo 的 PAHs 实验与计算间存在分歧，需加以考虑。为匹配理论与实验结果，我们修改了能垒并将 H 跳跃限制于叔碳原子。大 PAHs 辐照下 H2 的形成似乎是主导碎裂通道，暗示了 PDRs（光致解离区）中分子氢的有效形成路径。
引用
@article{arxiv.1806.02703,
title = {Photoinduced polycyclic aromatic hydrocarbon dehydrogenation: The competition between H- and H2-loss},
author = {P. Castellanos and A. Candian and J. Zhen and H. Linnartz and A. G. G. M. Tielens},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.02703},
year = {2018}
}
备注
17 pages, 13 figures, accepted for publication in A&A