Caminos de reacción inducidos por rayos UV en bromoforma probados con difracción de electrones ultrarrápidos

Área de la Ciencia:

• Física Química
• La fotoquímica
• Dinámica de las reacciones

Sus antecedentes:

• La predicción de las velocidades de reacción y las distribuciones de productos es difícil, especialmente para los intermedios de corta duración que requieren técnicas ultrarrápidas.
• La fotoquímica UV del bromoformo (CHBr3) está bien estudiada, pero las vías como la isomerización frente a la escisión directa del enlace C-Br siguen siendo objeto de debate.

Objetivo del estudio:

• Observar directamente la dinámica estructural del bromoformo después de la excitación UV utilizando métodos ultrarrápidos.
• Elucidar los canales de reacción en competencia, específicamente la isomerización y la disociación directa, y sus respectivas contribuciones.

Principales métodos:

• Se empleó la difracción de electrones megaelectronvolt de fase gaseosa (MeV-UED).
• Se utilizó una sola excitación de fotones de 267 nm para iniciar la fotorreacción.
• La resolución temporal de cinco segundos permitió el seguimiento de los cambios estructurales.

Principales resultados:

• La ruptura directa del enlace C-Br ocurre dentro de los 200 femtosegundos (fs).
• La isomerización a iso-CHBr3 (Br-CH-Br-Br) se observó en la misma escala de tiempo, con una vida útil superior a 1,1 picosegundos (ps).
• La relación de ramificación favorece la isomerización (aprox. 60%) por encima de la disociación directa.

Conclusiones:

• La isomerización es una vía de etapa temprana significativa en la fotoquímica UV bromoforma.
• La formación de isómeros y el tiempo de vida observados apoyan un mecanismo de reacción itinerante.
• Los resultados se alinean bien con las simulaciones de dinámica molecular ab initio.