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科学家们观察化学逐个原子地展开
研究提出了一种实时跟踪电子和振动动力学的新方法。在吸收光后的几万亿分之一秒内，分子会弯曲变形，移动电子，并将电子能转化为振动。这些变化发生得太快，普通仪器无法跟上，但欧洲 XFEL 的闪光 [...]
来源:SciTech日报研究提出了一种实时跟踪电子和振动动力学的新方法。
在吸收光后的几万亿分之一秒内，分子会弯曲变形，移动其电子，并将电子能转化为振动。这些变化发生得太快，普通仪器无法追踪，但欧洲 XFEL 的闪光使研究人员能够逐个原子地重建序列。
测量结果表明，同一分子内的原子可以记录光驱动反应的不同部分。一种可以提供移动电荷的更清晰视图，而另一种则反映分子结构如何振动。结果还表明，光激发可以使原子对其邻居的运动更加敏感。
这种实时区分电子和结构变化的能力可以改善对光驱动的基本过程的研究。可能的研究领域包括保护 DNA 免受光损伤的机制以及通过光捕获材料的能量移动。
不同的原子揭示不同的变化
研究人员检查了 3-氟吡啶，这是一种围绕原子环构建的小分子。他们选择它是因为它的氮和氟原子可以在同一反应过程中作为单独的观察点。
短暂的紫外激光脉冲提供了初始能量。吸收光后，分子进入电子激发态，这意味着其电子暂时占据更高的能量排列。它通常平坦的结构随后开始扭曲。
分子很快就到达了一个圆锥形交叉点，这是两个电子能态相遇的短暂交叉点。此时，电子和原子核的运动变得紧密相连，使分子能够在能态之间快速转移。
X 射线重建短暂的转变
原子细节拓宽了光化学研究
DOI：10.1021/jacs.6c06538
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