In-Depth Investigations of Ethoxybenzene, 3-Chloropyridine and 3-Fluoropyridine by Means of REMPI and MATI Spectroscopy and Construction of a Tunable VUV Radiation Source
Ein Verständnis molekularer Eigenschaften und Strukturen in elektronisch angeregten und ionischen Zuständen zu erhalten, ist herausfordernd. Ein vielversprechender Ansatz hierfür verbindet Experiment und Theorie: Die REMPI- und MATI-Spektroskopie bilden elektronisch angeregte und ionische Zustände ab und Franck-Condon-Simulationen erlauben einen Vergleich der Spektren mit der Theorie. Der Ansatz wurde genutzt, um Ethoxybenzol, m-Chlor- (3-CP) sowie m-Fluorpyridin (3-FP) zu untersuchen. Außerdem wurde eine durchstimmbare VUV Strahlungsquelle aufgebaut und verwendet, um das Ein-Photon-MATI-Spektrum von 3-FP aufzunehmen. Für Ethoxybenzol ergab sich eine S1-Anregungsenergie von 36370 ± 4 cm-1 und eine adiabatische Ionisationsenergie von 65665 ± 7 cm-1. Nach elektronischer Anregung und der Ionisation nimmt der C-O-C-Bindungswinkel zu. Die Geometrie des S1- und D0-Zustandes von Ethoxybenzol sowie deren vibronische Struktur wurden detailliert charakterisiert.
m-Chlor- und m-Fluorpyridin wurden erstmals mittels REMPI- und MATI-Spektroskopie untersucht. Deren S1-Anregungsenergie wurde zu 34840 ± 2 cm-1 und 35064 ± 2 cm-1 bestimmt. Beide Moleküle weisen eine starke vibronische Kopplung zum S2- und S3-Zustand auf. Die adiabatische Ionisationsenergie des D0-Zustandes wurde für 3-CP und 3-FP zu 75879 ± 6 cm-1 und 76579 ± 6 cm-1 bestimmt. Der D0-Zustand beider Analyten unterliegt einer vibronischen Kopplung zum D1-Zustand. Insgesamt ist die Stärke der vibronischen Kopplung bei 3-CP ausgeprägter als bei 3-FP. Zudem wurde für m-Fluorpyridin über das Ein-Photon-MATI-Spektrum die adiabatische Ionisationsenergie des D1-Zustandes zu 77129 ± 9 cm-1 bestimmt.
Comprehensive understanding of molecular properties and structures in electronically excited or ionic states is quite challenging. An approach to obtain detailed insights jointly utilizes scientific experiments and theoretical models: REMPI and MATI spectroscopy are suitable to map the excited and ionic states, respectively, and Franck-Condon simulations allow for a comparison of the spectra with theory. This approach has been applied to ethoxybenzene, m-chloro- (3-CP) as well as m-fluoropyridine (3-FP). Moreover, a tunable VUV radiation source has been constructed and utilized to record the one-photon MATI spectrum of 3-FP. The results of ethoxybenzene yielded an S1 excitation energy of 36370 ± 4 cm-1 and an adiabatic ionization energy for the D0 state of 65665 ± 7 cm-1. Upon electronic excitation and ionization, the C-O-C bond angle increases. The geometry of the first electronically excited and ionic ground state of ethoxybenzene as well as their vibronic structure have been characterized in detail. The pyridine derivatives m-chloro- and m-fluoropyridine were treated with REMPI and MATI spectroscopy for the first time. Their S1 excitation energy has been determined to be 34840 ± 2 cm-1 and 35064 ± 2 cm-1, respectively. Both molecules exhibit a distinct vibronic coupling to the S2 and S3 state. The adiabatic ionization energy of the D0 state has been determined to be 75879 ± 6 cm-1 and 76579 ± 6 cm-1 for 3-CP and 3-FP, respectively. The ionic ground state of both analytes is subject to a vibronic coupling to the D1 state. Overall, the strength of the vibronic coupling is more pronounced for 3-CP than for 3-FP. Moreover, the adiabatic ionization energy of the D1 state of 3-FP was found to be 77129 ± 9 cm-1 via the one-photon MATI spectrum.
Preview
Rights
Use and reproduction:
No license. The provisions of the German Copyright Act (UrhG) apply.
Please note that individual components of the publication may be subject to other licensing or copyright conditions.