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来源于汽车尾气和工业排放物的苯系物是人为源排放的大气污染物的典型代表,它的光氧化反应和光电离研究是两个重要的研究课题。本论文结合超声分子束技术、同步辐射光电离技术和反射式飞行时间质谱仪,对三种重要的苯系物--甲苯、乙苯和1,3,5-三甲苯的光电离进行了实验研究,得到母体分子的电离能,碎片离子的出现势和产生碎片离子的解离能；结合量子化学计算理论,推测各母体离子可能的解离通道,取得了如下主要结果:
甲苯的单电离和双电离的电离能的实验数值分别为(8.78±0.01)eV和(24.04±0.01)eV,和理论计算结果8.90 eV和23.53 eV基本一致。碎片离子C7H7+和C6H5+的出现势的实验结果分别为(10.90±0.01)eV和(14.09±0.01)eV,相应的理论计算值分别为11.15 eV和12.72 eV,利用已知的热化学参数,推算出以上离子的标准生成焓。本文详细地讨论了产生碎片离子C7H7+的两种不同的解离通道。
由实验得到乙苯分子的电离能为(8.66±0.02)eV,主要碎片离子C7H7+和C6H6+的出现势分别为(10.81±0.02)eV和(10.99±0.02)eV；利用经验公式,计算出产生碎片离子C7H7+和C6H6+需要的解离能分别为(2.15±0.04)eV和(2.33±0.04)eV。结合相关的热化学参数,推算出C8H10+,C7H7+和C6H6+标准生成焓为865.5 kJ/mol,927.2 kJ/mol和1037.95 kJ/mol；结合理论计算,得到了以上热化学参数的理论计算值。C7H7+和C686+的产生涉及到过渡态和结构变化,特别分析了C8H10+产生C7H7+的两种同分异构体的解离通道,并给出了相应的过渡态结构以及各自的位垒。
由实验得到1,3,5-三甲苯的母体分子的电离能、碎片离子C9H11+和C8H9+的出现势分别为(8.32±0.03)eV、(11.71±0.03)eV和(11.59±0.03)eV；理论计算结果为8.44 eV、11.70 eV和11.97 eV,和实验结果基本一致。根据经验公式,计算出形成C9H11+和C8H9+的解离能分别为(3.39±0.06)eV和(3.27±0.06)eV,并推测了它们的解离通道。利用相关的热化学参数,推算出C9H12+,C9H11+和C8H9+的标准生成焓为786.87 kJ/mol,897.93 kJ/mol和956.58 kJ/mol。