Electronic effects in C-H and C-C bond activation. State-specific reactions of FE+ (6D,4F) with methane, ethane, and propane
作者:Richard H. Schultz、J. L. Elkind、P. B. Armentrout
DOI:10.1021/ja00210a017
日期:1988.1
Reactions of atomic iron ions with methane, ethane, and propane are studied with guided ion beam mass spectrometry. By using different ion sources different electronic states of the ion can be prepared and studied in detail. The first excited state, Fe/sup +/(/sup 4/F), is more reactive than the ground state, Fe/sup +/(/sup 6/D), for all endothermic reactions in all three systems. This result is similar
使用引导离子束质谱法研究原子铁离子与甲烷、乙烷和丙烷的反应。通过使用不同的离子源,可以制备和详细研究离子的不同电子状态。对于所有三个系统中的所有吸热反应,第一激发态 Fe/sup +/(/sup 4/F) 比基态 Fe/sup +/(/sup 6/D) 更具反应性。这一结果类似于最近对这些状态与 H/sub 2/ 反应的观察结果。通过使用简单的分子轨道参数来解释不同的反应性。相比之下,在低于 0.5 eV 的乙烷和丙烷的放热反应中,Fe/sup +/(/sup 4/F) 的反应效率低于 Fe/sup +/(/sup 6/D),但在更高的能量下更有效。这种行为是通过势能表面交叉来解释的,由于自旋轨道相互作用,在低动能时避免了势能表面交叉,而在较高能量时允许。最后,对吸热反应阈值行为的分析提供了键解离能,D/sup 0/(Fe/sup +/-CH/sub 3/) = 2.51 +/- 0.10