Dissociation of C 1s excited states of OCS

Abstract (Swedish)

I alla tider och på alla platser har människan försökt förstå hur världen hänger ihop. Sökandet efter den substans som bygger världen har lett oss till upptäckterna av molekylerna, atomerna och atomernas byggstenar. Och när man tränger längre och längre in i materiens märkligheter finner man att svaren inte bara ligger i vad byggstenarna
är, utan också hur de trivs med varandra. Växelverkan – hur partiklar visar för varandra vilka de är och var de finns – gör att materian kan sluta sig samman i strukturer som bygger universum. Den som vill förstå hur en samling atomer kan sättas ihop till alla material som vi omger oss med måste förstå hur atomerna sitter ihop. Vi måste veta hur atomerna beter sig när de är tillsammans. Vi vill veta hur atomerna föredrar att placera sig, och vad som händer när de blir störda.
I det här arbetet har jag studerat en liten molekyl som består av tre atomer. Karbonylsulfid (OCS) består av tre atomer som sitter på rad. Molekylen är mycket nära släkt med koldioxid (CO2), man har bara bytt ut en syreatom mot en dubbelt så tung svavelatom. Svavelatomer och syreatomer är kemiskt väldigt lika. Man kan i många molekyler byta ut en syreatom mot en svavelatom utan att molekylens form ändras.
Men eftersom svavelatomen är större och dubbelt så tung som syreatomen bör det finnas skillnader. OCS blir intressant att studera eftersom man har med både syre och svavel i var sin ända av molekylen.
När en foton (en liten bit ljus) absorberas av en molekyl kan det innebära att en elektron får mer energi än tidigare (den exciteras). Fotonens energi flyttas från fotonen till elektronen. Jag har studerat vad som händer om man exciterar en elektron som är mycket hårt bunden till kolatomen så att den nästan blir helt fri. Man bestrålar molekylen med röntgenstrålning som man får från en synkrotronljuskälla.
Ljusets energi går då över till elektronen i kolatomen. Den exciterade elektronen flyttar då ut från mitten av atomen till en position i utkanten. När molekylen har så mycket extra energi så är den inte stabil. Molekylen kommer att innehålla mycket överflödig energi som den måste göra sig av med. Många gånger går en sådan molekyl sönder i två eller flera delar (fragment). Genom att mäta vilka fragment som bildas och hur de rör sig kan man ta reda på mer om hur atomerna satt ihop från första början. Jag kan i detta arbete visa att bindningen mellan kol och syre är starkare än den mellan kol och svavel. Därför går molekylen hellre sönder där. Jag visar också att bindningen mellan kol och syre går sönder bara om OCS-molekylen blir av med minst två elektroner.

Abstract

Excitation of the C 1s core-electron in carbonyl sulfide (OCS) gives rise to many dissociation channels. Excitation at the C 1s edge gives rise to localized core-holes in carbon atoms, thus being strongly site specific. Photoelectron–photoion coincidence (PEPICO) measurements of the fragmentation of OCS have been done with 3D spectroscopy at MAX-lab in Lund. I show in this report strong differences between the behavior of the O=C bond and the C=S bond by an analysis of the energy and dissociation directions of the molecular fragments O+ and S+. The C=S bond is hereby found to be weaker than the O=C bond. I also show the existence of alignment effects when OCS is irradiated by plane polarized synchrotron radiation corresponding to the C 1s – excitation and the C 1s –excitation. The present report in addition provides an overview of the basic molecular orbital theory.

• author: Stråhlman, Christian
• supervisor: Stacey Ristinmaa Sörensen
• organization: Synchrotron Radiation Research
• course: FYSK01 20091
• year: 2009
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Physics and Astronomy
• language: English
• id: 1528045
• date added to LUP: 2010-01-13 13:39:22
• date last changed: 2016-02-02 19:58:07